具可见光活性的氮掺杂二氧化钛光催化剂

摘要

以氮掺杂为代表的非金属掺杂型TiO2光催化剂被誉为"第二代光催化材料".本文首先系统评述了氮掺杂二氧化钛的制备方法,然后详细阐述了在N掺杂TiO2研究中关于其可见光活性机制以及掺杂N在TiO2晶格中的存在状态等方面的争议.N掺杂TiO2粉末的制备方法主要有氨气气氛下的热处理工艺、水解沉淀法、溶胶-凝胶法以及机械化学法等;N掺杂TiO2薄膜的制备方法主要包括磁控溅射法、脉冲激光沉积法以及金属有机化学气相沉积法等.已提出的关于N掺杂TiO2可见光活性机制的观点有N2p与O2p能级相杂化、形成N 2p孤立能态、氧空位的作用以及具顺磁性特征的杂质敏化.关于掺杂N在TiO2晶格中存在状态的分歧在于XPS N 1 s谱中特征峰的位置及其归属的解析.文章最后指出了氮掺杂TiO2催化剂研究中有待解决的问题及今后的发展方向.