Ce/TiO2多孔纳米膜的制备及光催化性能文献综述

 2023-12-05 16:14:13

文献综述

1.TiO2的概况

TiO2俗称钛白粉, 具有良好的半导体性能、比表面积大、孔隙率高、密度小等优点, 使得其广泛应用于太阳能电池、光电极、传感器等领域[1]-[4]。同时,TiO2薄膜具有强氧化能力、高化学稳定性、光催化活性和光诱导亲水性,已广泛应用于空气净化,灭菌,防雾和自洁等环境应用[5],暴露在窗户外侧的TiO2涂层可以消除在某些气候条件下可能发生的水凝结。但是TiO2禁域宽带大,吸收光源主要在紫外区 (lambda;le;387nm),严重制约着其在可见光下的应用[6],并且TiO2具有较高的电子-空穴复合速率,导致了其量子产率较低和光催化速率减慢,从而限制了其应用。因此,目前主要通过元素掺杂、贵金属沉积、半导体复合以及有机染料光敏化来降低电子-空穴复合率,增加TiO2的表面价电转移率,从而提升TiO2可见光催化效率[7]

本文是通过掺杂稀土元素铈(Ce)来提高TiO2光催化活性。铈(Ce)是有利的掺杂剂:第一,由于氧化还原对的Ce3 / Ce4 ,氧化铈在CeO2和Ce2O3之间转化;第二,氧在光催化反应中起着关键作用,光致电子倾向于与氧结合,产生具有高氧化能力的超氧自由基。然而,Ce具有高表面氧迁移率和高储氧能力,由此可以通过氧空位的形成和迁移来提高TiO2的光催化活性[8][9]

2.Ce@ TiO2多孔膜的制备

目前制备纳米材料涂层常用的方法有溶胶-凝胶法、电沉积法、超声波喷雾热解法、化学气相沉积法、

热液法等。本实验第一步制备纳米Ce@TiO2涂层采用的是溶胶-凝胶法,其制备工艺简单,不会产生大量

废液,成本低,反应条件温和,所制备的粉体纯度高、粒度细且分散均匀,是一种较好的制备方法。且目

前采用最多的涂膜方法是浸渍提拉法[10],但该方法浪费较大,且很难得到光滑均匀的涂覆表层,不利于之

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