无机光催化剂对难降解化合物的光催化性研究 (4)
粉末，利用浓碱—水热法制备出 In 离子掺杂 TiO2纳米管，并用其光催化降解对氯苯酚。
在可见光照下反应8h后，掺杂 In 离子量为 3%的 TiO2 纳米管可见光活性最高, 其光催化
效率是纯TiO2纳米管的 2倍以上。 汪恂等[19]
以钛酸四丁酯为前驱物、乙醇为溶剂、硝酸为抑制剂、Fe(NO3)3·9H2O为铁
离子源, 采用溶胶-凝胶法制备纯 TiO2和掺 Fe
3+
的 TiO2薄膜，并用其降解偶氮燃料废水。
在紫外光照射2h内，纯二氧化钛膜和掺铁 2.5%的二氧化钛膜催化剂对废水的脱色率分别
为63.3 %和92.4%。
孙莉等[20]
以吹冰水合硝酸钆、工业钛板为原料采用阳极氧化法制得钆掺杂TiO2纳米管
阵列，并用黄连素溶液模拟制药废水研究其光催化降解制药废水的性能。结果表明，在太
阳光照射下光催化5h后，制药废水降解率达到97.41%，而纯TiO2纳米管对制药废水的降
解率不到15％。
1.2.4 贵金属沉积二氧化钛
贵金属离子之所以能改善 TiO2光催化剂的活性，因为金属与 TiO2具有不同的费米
（Fermi）能级，在二者接触后形成的空间电荷层中，金属表面获得过量的负电荷，半导
体表面显示出过量的正电荷，于是导致能带向上弯曲形成 Schottky能垒，能有效地充当
电子陷阱阻止电子与空穴的复合，从而提高光催化活性[21]
。常用的贵金属有 Ag、Pt、Pd、
Au、Ru、Ir等，一般采用浸渍还原、表面溅射、溶胶—凝胶等方法来沉积贵金属。
Zhong等[22]
研究发现，Pd/TiO2 对可见光有更显著的吸收作用，且其可见光催化范围
随着Pd负载量的提高而扩大。纯TiO2 在紫外线照射3 h后对苯的转化率达到最大（19.87%）
后逐渐发生失活现象；而Pd/TiO2在紫外线照射3h对苯的转化率达到最大为（44.31%）后
逐渐发生失活现象,说明TiO2被沉积Pd后不仅提高了光催化性能还延缓了催化剂失活的时
间。当Pd担载量为0.25%，紫外线照射6 h后对苯的转化率可达65.3%，是纯TiO2光催化活
性的2.32倍。
Sano 等[23]
研究Pt/TiO2在紫外光下甲苯和乙醛的光降解行为。紫外光照射2h后，
Pt/TiO2对甲苯和乙醛的降解效率可达79%和93%，这是因为Pt的沉积有助于抑制催化剂的
失活并有助于催化剂再生。
Fu 等[24]
研究了Pd仅沉积在TiO2表面而未进入TiO2 的晶格发生掺杂的Pd-TiO2催化剂，
他们用该催化剂在UV254+185 nm 紫外灯照射下对低浓度的甲醛光催化，结果发现当进气甲
醛体积分数为450×10−9
，经纯TiO2 处理后的甲醛体积分数为46×10−9
，而经Pd-TiO2 光催化
处理后的甲醛体积分数降低至约10×10−9。
1.2.5 复合二氧化钛
TiO2属于半导体氧化物，当与其它半导体复合时，禁带宽度较窄的半导体能够吸收
波长较长的光，使催化剂的吸收光谱发生红移，提高了太阳能的利用率。导带电势较低的
半导体导带中光生电子迁移到导带电势较高的半导体导带中，空穴则向相反的方向迁移，
这就促使光生电子与空穴有效分离，从而提高光催化效率[25]
。图1.3是复合 TiO2电荷分
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