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TiO_2掺杂及其光催化活性的研究进展.docx

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TiO_2掺杂及其光催化活性的研究进展 TiO2掺杂及其光催化活性的研究进展 随着环境污染日趋严重，人们开始关注新型绿色能源的开发和利用。光催化技术因其绿色环保、高效快速的特点而备受瞩目，其中TiO2是最常用的光催化剂之一。然而，由于TiO2本身的缺点，如禁带宽度较大、低的电子和空穴迁移率等，使其光催化活性受到限制。因此，掺杂是一种提高TiO2光催化活性的有效方法。本文将介绍TiO2的常见掺杂种类及其对光催化性能的影响。 1.N掺杂 将氮掺杂到TiO2中，可以降低其费米能级，扩大其光吸收范围，还可以改变表面电荷分布，增强其光催化剂的还原性。研究发现，氮掺杂的TiO2具有更高的催化活性和更长的寿命。其中，C-N键的掺杂方式是最有效的方法之一。 2.F掺杂 将氟掺杂到TiO2中，可以改变TiO2的晶体结构和表面电荷分布，增加其光催化活性。同时，F掺杂还可以提高TiO2的导电性和电子迁移率，使其光催化效率更高。研究表明，F掺杂的TiO2具有更高的光催化活性和更短的响应时间。 3.S掺杂 将硫掺杂到TiO2中，可以降低其费米能级，改变其晶体结构和光吸收性能，提高其光催化活性。同时，硫掺杂还可以增加TiO2表面的羟基，增强其光催化剂的氧化性。研究表明，S掺杂的TiO2具有更强的光催化活性和较长的响应时间。 4.其他掺杂 除以上三种常见掺杂种类外，还有其他掺杂方式，如B、C、Fe、Cu、Ag、Pt等元素的掺杂。这些元素的掺杂方式不同，对TiO2的光催化性能影响也不同。其中，银掺杂和铂掺杂的TiO2具有更高的催化活性和更长的寿命。 总的来说，掺杂是一种有效的提高TiO2光催化活性的方法。在具体应用中，掺杂种类的选择应结合实际情况进行选择。同时，对于提高光催化活性，还可以通过改变TiO2的晶体形态、表面结构和组成等方面来进一步优化。