浓度梯度分布的镍和氮共掺杂TiO2光催化剂的制备和表征

摘要：

以TiCl4为钛前驱体, 氨水和氯化镍为掺杂离子给体, 采用沉淀和层层浸渍相结合的方法制备了氮、镍共掺杂TiO2光催化剂. 采用X射线衍射(XRD)、氮气吸附-脱附、 X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis)等现代表征方法对催化剂的晶体结构、微结构、掺杂基团和光谱性质进行了表征. XRD和氮吸附-脱附分析结果表明, 氮、镍共掺杂TiO2为单一锐钛矿相, 具有介孔结构. XPS谱证实掺杂的氮和镍分别以Nox和Ni2O3及NiO的形式存在, 且镍在共掺杂表面的浓度高于体相中的浓度, 在扩散方向上存在浓度梯度分布. 4-氯酚的降解实验结果表明, 浓度梯度分布镍和氮共掺杂TiO2的紫外光-可见光催化活性均高于均相共掺杂TiO2、单掺杂和未掺杂TiO2的催化活性. 其原因是掺杂的氮以Nox形式存在, 使催化剂的感光范围拓展至可见光区;而掺杂的镍维持了半导体体系的电荷平衡, 有效抑制了Ti3+的产生. 同时掺杂的镍在催化剂中存在浓度梯度分布, 减少了光生电子和空穴的复合几率, 提高了催化剂的光催化活性.

关键词：光催化、TiO2、氮/镍共掺杂、可见光、浸渍法

所属期刊栏目：29

分类号：O643(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：教育部留学回国人员科研基金2004527;江苏省自然科学基金BK2006722

在线出版日期：2009-02-23（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：2232-2238