【摘要】 尽管光催化NO氧化的效率受到众多因素的影响,但是最需要关注的还催光催化剂的光吸收范围或光生载流子复合速率。

尽管光催化NO氧化的效率受到众多因素的影响,但是最需要关注的还催光催化剂的光吸收范围或光生载流子复合速率。TiO2基光催化剂作为常用的一类催化剂,考虑如何对其改性以获得高效高活性的催化剂很重要。目前常用的改性方法包括形貌或尺寸调控、晶面调控、贵金属沉积、金属离子掺杂、非金属元素掺杂、染料敏化和半导体复合等。

 

形貌调控:光催化剂形貌不同,其表面积,暴露活性位点数目,催化剂与反应物接触面积以及对反应物的吸附性能就不一样。

 

尺寸调控:催化剂尺寸一方面影响其比表面积,另一方面,当半导体光催化剂尺寸达到纳米尺度时,会发生量子尺寸效应,催化剂能带间隙变宽,氧化还原能力增强。

 

晶面调控:不同晶面的电荷分离效率存在差异,催化剂不同,晶面的原子排列、电子结构、缺陷,对反应物分子的吸附能力或选择性都不同。

 

贵金属沉积:贵金属沉积在光催化材料表面之后,可以改变催化剂的表面性质和体系的电子分布,从而改善光催化性能。通过金、银、钯、铂等贵金属对TiO2进行沉积或掺杂,因其本身可以吸收可见光或在TiO2禁带中形成新的能级,使得TiO2的吸收波长被拓展到可见光区,因此具备可见光的催化活性。当半导体与金属接触时,两者之间形成费米能级差,载流子将重新分布:电子从半导体转移到金属表面使其获得过量的负电荷,并在半导体和金属之间形成肖特基势垒。该势垒可作为电子捕获中心,促进电荷-空穴分离和表面电荷转移,提高光催化活性。贵金属沉积TiO2大多采用还原、光催化沉积或辐照溅射等方法制备。

 

[1]Anpo M,Takeuchi M.The design and development of highy reactive titanium oxide photocatalysts operating undervistle lihtiradiation. Cca .2003,216.505-516.

[2]柏源; 薛建明; 李忠华; 王小明, 光催化氧化NO研究进展,化工进展. 2010,29(03)