稀土摻雜改性納米TiO2光催化性能

劉亭亭，季鳴童

（東北石油大學 秦皇島分校，河北 秦皇島 066004）

綜 述

稀土摻雜改性納米TiO2光催化性能

劉亭亭，季鳴童

（東北石油大學 秦皇島分校，河北 秦皇島 066004）

稀土元素摻雜納米TiO2可以通過改變晶型轉變溫度、晶粒大小等，提高光催化活性。介紹了近年來國內外利用不同種類稀土元素摻雜對TiO2光催化性能的影響和研究現狀。最后指出稀土與其他元素復合摻雜改性TiO2是今后的一個重要研究方向。

稀土；TiO2；光催化

Abstract:Rare earth doping can enhance photocatalytic activity ofnano-TiO2by changing phase-transformation temperature and crystal size,etc.The effectand investigation progress in differentkinds of rare earth elements doped TiO2were introduced.Finally,themethod ofmodifying TiO2by codoping of rareearth and otherelementswasproposed,which isan importantresearch direction.

Key words:rare earth;TiO2;photocatalytic

光催化氧化技術是一種環境友好技術，而TiO2作為光催化劑，具有活性高、安全無毒、化學性質穩定、價格低廉等優點，因而在光催化領域極具發展潛力。其中，銳鈦礦型TiO2的光催化活性最好，約為金紅石型的300～2000倍[1]。但是由于TiO2（銳鈦礦相）的禁帶寬度為3.2eV，只能接受紫外光的激發（388nm），而太陽光中紫外光能量僅占4%[2]，這在很大程度上制約了TiO2光催化材料的大規模應用，因此，為了擴展TiO2光催化劑的光譜響應范圍和提高其催化效率，必須對TiO2進行改性。而稀土摻雜有利于制備出小粒徑、大比表面積和高分散性的TiO2光催化劑，從而使TiO2催化劑的光催化活性得以提高[3]，成為近年來研究的熱點之一。

1 稀土摻雜改性TiO2光催化的機制

稀土離子具有4f電子，易產生多電子組態，其氧化物也具有多晶型、吸附選擇性強、電子導電性和熱穩定性好等特點，由于其特殊的電子層結構和較大的離子半徑，在TiO2中摻雜后會引起晶格膨脹，而適度的晶格膨脹有利于光生載流子的分離，提高TiO2薄膜的光催化活性[4]。……