双掺杂TiO2基可见光催化剂二元离子协同作用的研究

本项目采用溶胶-凝胶法和原位测试技术，原位监测单、双离子掺杂TiO2水解反应过程。研究掺杂离子（或前驱体）的取向配位、掺杂TiO2结构的形成、单离子和双离子掺杂的取向配位和形成掺杂TiO2结构和能带结构的差别。分析掺杂离子间的相互协同作用（二元协同作用）对离子取向配位和形成双掺杂TiO2结构的影响，以及对催化剂晶体结构、能级结构和表面微结构等性质和光催化活性的影响，揭示水解反应过程中二元离子协同机理和双离子掺杂机理。通过双离子掺杂的调控，制备出"高活性纳米TiO2基可见光催化剂"。

本项目的研究从TiO2的离子掺杂出发，主要侧重于TiO2离子掺杂反应、掺杂离子状态、转化和掺杂机理、二元离子掺杂对TiO2结构和能带结构以及光生载流子行为的影响等开展研究。采用溶胶-凝胶法、原位测试技术和掺杂技术，研究了离子掺杂反应、掺杂离子存在的状态与状态转化以及掺杂机理；研究了掺杂离子对TiO2的结构、能带结构和光谱响应的调控作用，以及二元离子协同对掺杂TiO2的结构、能带结构和光催化活性的影响；研究了光生载流子寿命和光致界面光生载流子动力学行为；从而揭示二元离子协同和离子掺杂TiO2光催化机理，并开展其相关性的研究工作。项目执行期间，发表SCI论文15篇，申请发明专利1项，授权专利2项。