Fe^(3+)及S-N共掺杂TiO_2纳米材料的制备及其光催化性能  

Preparation and photocatalytic property of Fe^(3+) and S-N co-doped TiO_2 nanomaterials

作　　者：苏碧桃[1] 邓超[1] 费鹏[1] 张春娥[1] 陈亚丽[1] 钟明[1] 

机构地区：[1]西北师范大学化学化学化工学院,生态环境相关高分子材料教育部重点实验室,甘肃省高分子材料重点实验室,甘肃兰州730070

出　　处：《西北师范大学学报（自然科学版）》2012年第5期48-52,71,共6页Journal of Northwest Normal University(Natural Science)

基　　金：国家自然科学基金资助项目(21174114);教育部"长江学者和创新团队发展计划"创新团队项目(IRT1177)

摘　　要：以硫脲、硝酸铁、钛酸四丁酯分别作S、N、Fe和Ti源,利用sol-gel法制备了一系列Fe3+和S-N掺杂的TiO2光催化纳米材料(Fe3+/TiO2、S-N/TiO2、Fe3+/S-N/TiO2).利用X射线光电子能谱(XPS)、X射线衍射(XRD)、透射电镜(TEM)、紫外-可见光谱(UV-Vis)等技术进行表征,以亚甲基蓝(MB)的降解为模型反应,评价样品的光催化性能.结果表明,Fe3+、S-N的共掺杂将TiO2的光谱响应范围拓宽到可见区,使TiO2在紫外和太阳光下的催化活性得到显著改善,MB溶液在各样品上的催化降解脱色速率常数k1分别为:0.17(TiO2)、0.22(S-N/TiO2)、0.32(Fe3+/TiO2)和0.42h-1(Fe3+/S-N/TiO2),共掺杂材料Fe3+/S-N/TiO2的高催化活性归因于掺入的Fe3+和S-N协同作用的结果.Fe^3＋ and S-N-doped TiO2 nanomaterials（Fe^3＋ TiO2, S-N/TiO2 and Fe^3＋/S-N/TiO2） are prepared by sol-gel method and characterized by X-ray photoelectron spectroscopy（XPS）, X-ray diffraction（XRD）, transmission electron microscopy （TEM）, and UV-visible （UV-Vis） techniques. The degradation of dye methyl blue（MB） is used as the model reaction to investigate the photocatalytic property of the as-prepared samples. The results show that co-doping Fe^3＋ and N-S into TiO2 induce the red-shift of its absorption edge to the visible-light region and its photocatalytic property is remarkably enhanced under both UV and sun lights and the rate constants k1 of the degradation of MB solution are 0.17（TiO2）, 0.22（S-N/TiO2）, 0.32（Fe^3＋/TiO2） and 0.42 h^-1 （Fe^3＋/S-N/Ti02）, respectively. The enhanced photocatalytic property of the sample Fe^3＋/S-N/TiO2 is a synergistic effect of doped Fe3＋-S-N, which brings about an enhanced transfer and separation of photogenerated charge carriers.

关 键 词：TIO2 Fe3+-S-N共掺杂 SOL-GEL法 光催化性能 协同作用 

分 类 号：O643[理学—物理化学]