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Ti3+自掺杂的纳米TiO2的制备及其可见光催化性能

王潇彤 ,  李延敏 ,  刘新 ,  高善民 ,  黄柏标 ,  戴瑛

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引用本文: 王潇彤, 李延敏, 刘新, 高善民, 黄柏标, 戴瑛. Ti3+自掺杂的纳米TiO2的制备及其可见光催化性能[J]. 催化学报, 2015, 36(3): 389-399. doi: 10.1016/S1872-2067(14)60234-5 shu
Citation:  Xiaotong Wang, Yanmin Li, Xin Liu, Shanmin Gao, Baibiao Huang, Ying Dai. Preparation of Ti3+ self-doped TiO2 nanoparticles and their visible light photocatalytic activity[J]. Chinese Journal of Catalysis, 2015, 36(3): 389-399. doi: 10.1016/S1872-2067(14)60234-5 shu

Ti3+自掺杂的纳米TiO2的制备及其可见光催化性能

    通讯作者: 李延敏, 高善民; 李延敏, 高善民
  • 基金项目:

    国家重点基础研究发展计划(973计划, 2013CB632401) (973计划, 2013CB632401)

    山东省自然科学基金重点项目(ZR2013EMZ001) (ZR2013EMZ001)

    山东省高等学校科技计划(J12LA01). (J12LA01)

摘要: 以TiH2为Ti源, H2O2为氧化剂, 首先通过表面氧化得到不同状态的前驱体凝胶, 然后采用后续水热处理制备Ti3+自掺杂的纳米TiO2.考察了前驱体凝胶状态及水热处理时间对材料结构和性能的影响.利用X射线衍射、透射电子显微镜、X射线光电子能谱、电子顺磁共振波谱和紫外-可见漫反射光谱手段对样品进行表征.以次甲基蓝溶液为模拟废水评价样品的可见光催化降解性能.结果表明, 与纯TiO2相比, Ti3+的自掺杂使材料在可见光区有明显的吸收, 并具有良好的可见光催化降解性能和循环使用性能.当采用黄色凝胶为前驱体时, 在160 ℃下水热处理24 h所得样品在可见光下光催化降解次甲基蓝的反应速率常数(0.0439 min-1)是纯TiO2的18.3倍.

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    1. [1] Thompson T L, Yates J T Jr. Chem Rev, 2006, 106: 4428[1] Thompson T L, Yates J T Jr. Chem Rev, 2006, 106: 4428

    2. [2] Xu P, Xu T, Lu J, Gao S M, Hosmane N S, Huang B B, Dai Y, Wang Y B. Energ Environ Sci, 2010, 3: 1128[2] Xu P, Xu T, Lu J, Gao S M, Hosmane N S, Huang B B, Dai Y, Wang Y B. Energ Environ Sci, 2010, 3: 1128

    3. [3] Li H Y, Liu J F, Qian J J, Li Q Y, Yang J J. Chin J Catal(李海燕, 刘金凤, 钱俊杰, 李秋叶, 杨建军. 催化学报), 2014, 35: 1578[3] Li H Y, Liu J F, Qian J J, Li Q Y, Yang J J. Chin J Catal(李海燕, 刘金凤, 钱俊杰, 李秋叶, 杨建军. 催化学报), 2014, 35: 1578

    4. [4] Chen Y C, Pu Y C, Hsu Y J. J Phys Chem C, 2012, 116: 2967[4] Chen Y C, Pu Y C, Hsu Y J. J Phys Chem C, 2012, 116: 2967

    5. [5] Huang Y, Li K X, Yan L S, Dai Y H, Huang Z M, Xue K P, Guo H Q, Xiong J J. Chin J Catal (黄燕, 李可心, 颜流水, 戴玉华, 黄智敏, 薛昆鹏, 郭会琴, 熊晶晶. 催化学报), 2012, 33: 308[5] Huang Y, Li K X, Yan L S, Dai Y H, Huang Z M, Xue K P, Guo H Q, Xiong J J. Chin J Catal (黄燕, 李可心, 颜流水, 戴玉华, 黄智敏, 薛昆鹏, 郭会琴, 熊晶晶. 催化学报), 2012, 33: 308

    6. [6] Kochuveedu S T, Kim D P, Kim D H. J Phys Chem C, 2012, 116: 2500[6] Kochuveedu S T, Kim D P, Kim D H. J Phys Chem C, 2012, 116: 2500

    7. [7] Singh S K, Chauhan R, Singh B, Diwan K, Kociok-Köhn G, Bahadur L, Singh N. Dalton Trans, 2012, 41: 1373[7] Singh S K, Chauhan R, Singh B, Diwan K, Kociok-Köhn G, Bahadur L, Singh N. Dalton Trans, 2012, 41: 1373

    8. [8] Hoffman M R, Martin S T, Choi W, Bahnemann D W. Chem Rev, 1995, 95: 69[8] Hoffman M R, Martin S T, Choi W, Bahnemann D W. Chem Rev, 1995, 95: 69

    9. [9] Tachikawa T, Fujitsuka M, Majima T. J Phys Chem C, 2007, 111: 5259[9] Tachikawa T, Fujitsuka M, Majima T. J Phys Chem C, 2007, 111: 5259

    10. [10] Valentin C D, Pacchioni G, Selloni A. J Phys Chem C, 2009, 113: 20543[10] Valentin C D, Pacchioni G, Selloni A. J Phys Chem C, 2009, 113: 20543

    11. [11] Kuznetsov A I, Kameneva O, Alexandrov A, Bityurin N, Chhor K, Kanaev A. J Phys Chem B, 2006, 110: 435[11] Kuznetsov A I, Kameneva O, Alexandrov A, Bityurin N, Chhor K, Kanaev A. J Phys Chem B, 2006, 110: 435

    12. [12] Lira E, Wendt S, Huo P P, Hansen J, Streber R, Porsgaard S, Wei Y Y, Bechstein R, Lægsgaard E, Besenbacher F. J Am Chem Soc, 2011, 133: 6529[12] Lira E, Wendt S, Huo P P, Hansen J, Streber R, Porsgaard S, Wei Y Y, Bechstein R, Lægsgaard E, Besenbacher F. J Am Chem Soc, 2011, 133: 6529

    13. [13] Teleki A, Pratsinis S E. Phys Chem Chem Phys, 2009, 11: 3742[13] Teleki A, Pratsinis S E. Phys Chem Chem Phys, 2009, 11: 3742

    14. [14] Komaguchi K, Maruoka T, Nakano H, Imae I, Ooyama Y, Harima Y. J Phys Chem C, 2010, 114: 1240[14] Komaguchi K, Maruoka T, Nakano H, Imae I, Ooyama Y, Harima Y. J Phys Chem C, 2010, 114: 1240

    15. [15] Zuo F, Wang L, Wu T, Zhang Z Y, Borchardt D, Feng P Y. J Am Chem Soc, 2010, 132: 11856[15] Zuo F, Wang L, Wu T, Zhang Z Y, Borchardt D, Feng P Y. J Am Chem Soc, 2010, 132: 11856

    16. [16] Wang W, Lu C H, Ni Y R, Su M X, Xu Z Z. Appl Catal B, 2012, 127: 28[16] Wang W, Lu C H, Ni Y R, Su M X, Xu Z Z. Appl Catal B, 2012, 127: 28

    17. [17] Liu Y C, Xing M Y, Zhang J L. Chin J Catal(刘允昌, 邢明阳, 张金龙. 催化学报), 2014, 35: 1511[17] Liu Y C, Xing M Y, Zhang J L. Chin J Catal(刘允昌, 邢明阳, 张金龙. 催化学报), 2014, 35: 1511

    18. [18] Xing M Y, Fang W Z, Nasir M, Ma Y F, Zhang J L, Anpo M. J Catal, 2013, 297: 236[18] Xing M Y, Fang W Z, Nasir M, Ma Y F, Zhang J L, Anpo M. J Catal, 2013, 297: 236

    19. [19] Fang W Z, Xing M Y, Zhang J L. Appl Catal B, 2014, 160: 240[19] Fang W Z, Xing M Y, Zhang J L. Appl Catal B, 2014, 160: 240

    20. [20] Liu X, Xu H, Grabstanowicz L R, Gao S M, Lou Z Z, Wang W J, Huang B B, Dai Y, Xu T. Catal Today, 2014, 225: 80[20] Liu X, Xu H, Grabstanowicz L R, Gao S M, Lou Z Z, Wang W J, Huang B B, Dai Y, Xu T. Catal Today, 2014, 225: 80

    21. [21] Grabstanowicz L G, Gao S M, Li T, Rickard R M, Rajh T, Liu D J, Xu T. Inorg Chem, 2013, 52: 3884[21] Grabstanowicz L G, Gao S M, Li T, Rickard R M, Rajh T, Liu D J, Xu T. Inorg Chem, 2013, 52: 3884

    22. [22] Liu X, Gao S M, Xu H, Lou Z Z, Wang W J, Huang B B, Dai Y. Nanoscale, 2013, 5: 1870[22] Liu X, Gao S M, Xu H, Lou Z Z, Wang W J, Huang B B, Dai Y. Nanoscale, 2013, 5: 1870

    23. [23] Sandim H R Z, Morante B V, Suzuki P A. Mater Res, 2005, 8: 293[23] Sandim H R Z, Morante B V, Suzuki P A. Mater Res, 2005, 8: 293

    24. [24] Natoli A, Cabeza A, De La Torre A G, Aranda M A G, Santacruz I. J Am Ceram Soc, 2012, 95: 502[24] Natoli A, Cabeza A, De La Torre A G, Aranda M A G, Santacruz I. J Am Ceram Soc, 2012, 95: 502

    25. [25] Yu F H, Wang J H, Zhao K F, Yin J, Jin C Z, Liu X. Chin J Catal(于福海, 王军虎, 赵昆峰, 尹杰, 金长子, 刘忻. 催化学报), 2013, 34: 1216[25] Yu F H, Wang J H, Zhao K F, Yin J, Jin C Z, Liu X. Chin J Catal(于福海, 王军虎, 赵昆峰, 尹杰, 金长子, 刘忻. 催化学报), 2013, 34: 1216

    26. [26] Etacheri V, Seery M K, Hinder S J, Pillai S C. Chem Mater, 2010, 22: 3843[26] Etacheri V, Seery M K, Hinder S J, Pillai S C. Chem Mater, 2010, 22: 3843

    27. [27] Asiltürk M, Sayílkan F, Arpaç E. J Photochem Photobiol A, 2009, 203: 64[27] Asiltürk M, Sayílkan F, Arpaç E. J Photochem Photobiol A, 2009, 203: 64

    28. [28] Xing M Y, Zhang J L, Chen F, Tian B Z. Chem Commun, 2011, 47: 4947[28] Xing M Y, Zhang J L, Chen F, Tian B Z. Chem Commun, 2011, 47: 4947

    29. [29] Vijay M, Ananthapadmanabhan P V, Sreekumar K P. Appl Surf Sci, 2009, 255: 9316[29] Vijay M, Ananthapadmanabhan P V, Sreekumar K P. Appl Surf Sci, 2009, 255: 9316

    30. [30] Zou J, Gao J C, Wang Y. J Photochem Photobiol A, 2009, 202: 128[30] Zou J, Gao J C, Wang Y. J Photochem Photobiol A, 2009, 202: 128

    31. [31] Joung S K, Amemiya T, Murabayashi M, Itoh K. Appl Catal A, 2006, 312: 20[31] Joung S K, Amemiya T, Murabayashi M, Itoh K. Appl Catal A, 2006, 312: 20

    32. [32] Uno M, Kosuga A, Okui M, Horisaka K, Yamanaka S. J Alloys Compd, 2005, 400: 270[32] Uno M, Kosuga A, Okui M, Horisaka K, Yamanaka S. J Alloys Compd, 2005, 400: 270

    33. [33] Szczepankiewicz S H, Moss J A, Hoffmann M R. J Phys Chem B, 2002, 106: 2922[33] Szczepankiewicz S H, Moss J A, Hoffmann M R. J Phys Chem B, 2002, 106: 2922

    34. [34] Liu G, Yan X X, Chen Z G, Wang X W, Wang L Z, Lu G Q, Cheng H H. J Mater Chem, 2009, 19: 6590[34] Liu G, Yan X X, Chen Z G, Wang X W, Wang L Z, Lu G Q, Cheng H H. J Mater Chem, 2009, 19: 6590

    35. [35] Suriye K, Jongsomjit B, Satayaprasert C, Praserthdam P. Appl Surf Sci, 2008, 255: 2759[35] Suriye K, Jongsomjit B, Satayaprasert C, Praserthdam P. Appl Surf Sci, 2008, 255: 2759

    36. [36] Suriye K, Praserthdam P, Jongsomjit B. Appl Surf Sci, 2007, 253: 3849[36] Suriye K, Praserthdam P, Jongsomjit B. Appl Surf Sci, 2007, 253: 3849

    37. [37] Kong M, Li Y Z, Chen X, Tian T T, Fang P F, Zhang F, Zhao X J. J Am Chem Soc, 2011, 133: 16414[37] Kong M, Li Y Z, Chen X, Tian T T, Fang P F, Zhang F, Zhao X J. J Am Chem Soc, 2011, 133: 16414

    38. [38] Su J, Zou X X, Zou Y C, Li G D, Wang P P, Chen J S. Inorg Chem, 2013, 52: 5924[38] Su J, Zou X X, Zou Y C, Li G D, Wang P P, Chen J S. Inorg Chem, 2013, 52: 5924

    39. [39] Cronemeyer D C. Phys Rev, 1959, 113: 1222[39] Cronemeyer D C. Phys Rev, 1959, 113: 1222

    40. [40] Heller A, Degani Y, Johnson D W, Gallagher P K. J Phys Chem, 1987, 91: 5987[40] Heller A, Degani Y, Johnson D W, Gallagher P K. J Phys Chem, 1987, 91: 5987

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  • 发布日期:  2015-03-20
  • 收稿日期:  2014-09-01
  • 网络出版日期:  2014-09-29
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

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