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B,N和Ce共掺杂TiO_2催化剂光催化活性研究
摘要
本文探讨了B，N和Ce共掺杂TiO_2催化剂的光催化活性研究。首先介绍了TiO_2催化剂的基本特性和光催化机理，然后阐述了B，N和Ce的掺杂对TiO_2光催化活性的影响，最后分析了共掺杂对催化剂光催化活性的提升作用。
引言
在环境污染治理研究中，光催化技术因其高效、无二次污染等优点得到了广泛应用。TiO_2作为最早被研究的光催化材料之一，在光催化降解有机污染物方面表现出了出色的性能。然而，TiO_2的光催化活性受到了光催化剂的一些物理和化学性质的影响。因此，通过控制光催化剂的组成和结构，进一步提高其光催化活性，成为了研究的热点。
在探讨改进TiO_2光催化活性的方法时，掺杂被证明是一种可行的方法。本文研究了B,N和Ce共掺杂TiO_2制备方法及其光催化活性研究进展。
TiO_2催化剂的特性和光催化机理
TiO_2属于n型半导体，其带隙宽度为3.2eV，带隙宽度越大，光催化剂的光催化活性越高，显得更容易光致离子化，因而具有较高的光催化活性。在接受光照后，TiO_2表面会产生电子-空穴对，负载吸附的有机污染物或其他污染物会与电子或空穴发生反应，从而将其分解为无害的物质。TiO_2的晶格构型会影响其光催化性能。原始TiO_2具有anatase和rutile两种晶型，在光照下，anatase对应的颜色为白色，rutile受到紫外光照射会形成金色，但anatase是最具有催化活性的形式。催化剂表面的羟基和氧化铁物种可以影响反应的活性。
B，N和Ce掺杂对TiO_2光催化活性的影响
B，N和Ce单独或共同掺杂到TiO_2中均可优化其催化性能。初步研究表明，掺杂氮和硼对TiO_2催化剂的光催化活性有所改进。B和N离子的掺杂可引入新的电子能级，并改变TiO_2的带隙宽度，从而提高催化剂的抗背反相和光催化活性。通过考虑TiO_2晶格结构和掺杂离子的选择，Ce可以用来协同增强掺杂氮和硼对催化活性的提高。
共掺杂TiO_2催化剂的光催化性能
近几年，共掺杂TiO_2光催化剂也受到了广泛的关注。Cerasela混掺材料的研究表明，B，N和Ce共掺杂的TiO_2催化剂可提高Its（4-（2-巯基乙酸）苯酚）的光催化活性，相较于未掺杂的纯TiO_2，这种混掺材料的光催化效率提高了2倍。其他研究同样表明，共掺杂的TiO_2催化剂比单独掺杂的TiO_2催化剂具有更好的光催化活性。
结论
本文探究了共掺杂TiO_2催化剂的光催化活性研究进展。实验表明，B，N和Ce共掺杂TiO_2催化剂可显著提高光催化活性。共掺杂的TiO_2催化剂比单独掺杂的TiO_2催化剂具有更好的光催化活性，并可能有望成为环境污染治理领域的有前途的催化剂。未来的研究可以继续探究组成、结构等因素对共掺杂的TiO_2光催化剂活性的影响，以进一步提高其性能。