新型Ti3+共掺杂改性TiO2光催化剂的设计、制备及光催化机理研究

本项目在我们前期研究的基础上，将分别采用真空活化法、紫外光辐射法及一步化学还原反应法制备同时具有高可见及紫外光活性的新型Ti3+与不同过渡金属或非离子共掺杂改性TiO2光催化剂。以上三种方法分别在真空状态下、紫外光辐射下及还原气氛下实现对TiO2的改性还原生成Ti3+，同时在反应体系中加入氮源等不同掺杂元素前驱体，实现了对催化剂的Ti3+与杂质离子共掺杂改性。本研究不同于传统的掺杂过程及作用机理，将重点研究所制备的还原态TiO2中Ti3+与掺杂离子间可能存在的相互作用及其光催化机理。利用各种表征手段，系统研究Ti3+的形成机理、Ti3+引起催化剂可见光吸收的原因、Ti3+对催化剂光催化活性的作用机理、Ti3+与杂质离子之间的作用机理及其引起紫外光活性提高的原因。此外，我们还将对采用以上三种简单廉价的实验方法尤其是真空活化法，在其它半导体的还原改性方面的研究做初步探索。

本项目在我们前期研究的基础上，分别采用真空活化法、紫外光辐射法及一步化学还原反应法制备同时具有高可见及紫外光活性的新型Ti3+与不同过渡金属或非离子共掺杂改性TiO2光催化剂。以上三种方法分别在真空状态下、紫外光辐射下及还原气氛下实现对TiO2 的改性还原生成Ti3+，同时在反应体系中加入氮源等不同掺杂元素前驱体，实现了对催化剂的Ti3+与杂质离子共掺杂改性。本研究不同于传统的掺杂过程及作用机理，重点研究了所制备的还原态TiO2 中Ti3+与掺杂离子间存在的相互作用及其光催化机理。利用各种表征手段，系统研究了Ti3+的形成机理、Ti3+引起催化剂可见光吸收的原因、Ti3+对催化剂光催化活性的作用机理、Ti3+与杂质离子之间的作用机理及其引起紫外光活性提高的原因。此外，我们还对以上三种简单廉价的实验方法尤其是真空活化法，在其它半导体的还原改性方面的研究做了初步探索。本项目经过4年的研究，发表SCI论文45篇，专利10件，培养博士生5名，硕士生9名。