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掺硼纳米TiO_2的制备及光催化性能研究
摘要
纳米二氧化钛（TiO2）因其良好的光催化性能而成为一种研究热点。然而，纯TiO2在可见光区域吸收能力较弱，限制了其在光催化反应中的应用。为了提高其可见光催化性能，硼（B）被引入纳米TiO2中，形成掺硼纳米TiO2材料。本文以掺硼纳米TiO2的制备为研究对象，综述了其制备方法和光催化性能的研究。
引言
纳米TiO2是一种具有良好的光催化性能的半导体材料，广泛用于水处理、空气净化、有机废水处理等领域。然而，纯TiO2只能吸收紫外光，对可见光几乎没有吸收能力，限制了其光催化反应的应用范围。因此，研究人员开始引入掺杂元素来增强其可见光催化性能。硼作为一种有效的掺杂元素被广泛运用于掺硼纳米TiO2的制备中。
制备方法
目前，制备掺硼纳米TiO2的方法主要包括溶胶-凝胶法、水热法、溶剂热法、气相沉积法等。溶胶-凝胶法是最常用的制备方法之一。通过混合钛来源溶胶、硼来源溶胶和表面活性剂等，可以合成出具有一定掺杂量的纳米TiO2。水热法是一种简单高效的制备方法，在高温高压条件下反应数小时，可以制备出掺硼纳米TiO2。溶剂热法是一种通过溶剂热分解和还原过程制备纳米材料的方法，适用于制备掺硼纳米TiO2。气相沉积法则通过在高温下使硼源和Ti源在气相中发生反应，来制备纳米TiO2。
光催化性能
纳米TiO2主要通过光生电子和光生空穴的过程来实现光催化反应。掺硼纳米TiO2的光催化性能受掺杂浓度、掺杂方式、晶体结构等因素的影响。研究发现，适量的硼掺杂可以显著提高纳米TiO2的可见光吸收能力，从而提高其光催化性能。此外，掺硼纳米TiO2还具有较高的光催化稳定性和重复使用性，表现良好的光催化效果。
结论
通过引入适量的硼掺杂，纳米TiO2的可见光吸收能力得到了显著提高，从而提高了其光催化性能。制备掺硼纳米TiO2的方法多种多样，不同方法的优缺点需要综合考虑。未来需要进一步研究掺硼纳米TiO2的掺杂机制和光催化性能的优化。