N掺杂TiO_2纳米粉体的表面特性及可见光活性

编号：NMJS01248

篇名：N掺杂TiO_2纳米粉体的表面特性及可见光活性

作者：姜洪泉; 王城英; 王鹏; 李井申; 卢智宇;

关键词：纳米二氧化钛; 氮掺杂; 表面特性; 可见光活性;

机构： 哈尔滨师范大学化学化工学院; 哈尔滨工业大学市政环境工程学院绿色化学与技术研究中心;

摘要： 旨在探究N掺杂纳米TiO2具有可见光活性的本质,采用XPS、ESR、XRD、SEM、DRS、SPS和PL分析技术对sol-gel法制备的未掺杂和N掺杂TiO2纳米粉体进行了对比研究,并以亚甲基蓝(MB)溶液在可见光下的光催化脱色评价其可见光活性。结果表明,N掺杂TiO2纳米粉体具有良好的可见光活性,未掺杂样品几乎没有可见光活性。N取代TiO2晶格中O形成了N─Ti─O和O─N─Ti键合结构产生杂质能级,N掺杂导致TiO2表面形成了大量束缚单电子的氧空位产生缺陷能级,二者协同作用致使带隙窄化,光吸收带边红移,产生可见光活性。N掺杂导致TiO2晶格中p-n结的形成及表面氧空位和表面羟基的增加均能促进光生e-/h+分离,有效抑制光生e-/h+复合,提高量子效率,进而提高其光活性。