离子的掺杂产生离子缺陷,可以成为载流子的捕获阱,延长其寿命。离子尺寸的不同将使晶体结构发生一定的畸变,晶体不对性增加,提高了光生电子-空穴分离效果。赵秀峰等制备了掺杂铅的TiO2薄膜。研究发现,铅的掺杂使薄膜的吸收带边发生不同程度的红移。Yanqin W等用水热法和溶胶-凝胶法合成了La3+离子掺杂的TiO2纳米粒子,并对其进行光电化学行为研究,发现掺杂0.5%mol La3+离子的TiO2电极,其光电转换效率大大高于纯TiO2电极的光电转换效率。
相对于金属离子掺杂,非金属离子掺杂光催化剂的研究较少。Asahi等日本学者报道的氮掺杂TiO2,才真正引起了人们对非金属离子掺杂光催化剂的广泛兴趣。Shahed等 通过控制CH4和O2流量,以近850℃的火焰灼烧0.25mm钛片,获得了真正意义上的C4-掺杂TiO2膜CM-TiO2。XRD谱图显示掺杂膜中TiO2主要以金红石形式存在,谱图中没有出现Ti-C的衍射峰;XPS结果表明所制备的改性膜的TiO2组成可表达为TiO1.85 C0.15 。在光吸收性能方面由UV-Vis实验证实CM-TiO2对可见光有明显的吸收,并具有两个吸收带边,分别位于440和535nm,对应2.82eV和2.32eV的禁带宽度。CM-TiO2,可在150W氙灯照射下光解水,并按照2:1的摩尔比生成H2和O2。
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