具有可见光活性的Ti³⁺与碳共掺杂TiO₂光催化剂及其制备方法

摘要

本发明涉及一种具有可见光活性的Ti³⁺与碳共掺杂TiO₂光催化剂及其制备方法。该催化剂的结构为：TiO₂体相晶格中的部分Ti⁴⁺被还原成Ti³⁺（Ti³⁺的自掺杂量大约在0.01at%～0.3at%），同时，乙醇以石墨的形式键合在TiO₂的表面(碳与TiO₂的质量百分比为：80.43%～97.04%)。经过各种表征手段发现碳掺杂主要是以石墨的形式复合在TiO₂的表面，并以Ti-O-C键的方式键合在TiO₂的表面。经过Ti³⁺与碳共产改性后的催化剂表现出高的可见光降解甲基橙的活性。Ti³⁺与氧缺陷形成的掺杂能级可以提高TiO₂对可见光的响应范围，而复合在催化剂表面的石墨则可以提高光生电子的迁移效率，证实了Ti³⁺与表面石墨碳之间的协同作用可以促进其可见光催化活性的提高。本制备方法操作相对简单，原料易得，制备的改性光催化剂功能性强。

主权项

一种具有可见光活性的Ti³⁺与碳共掺杂TiO₂光催化剂，其特征在于该催化剂的结构为：TiO₂体相晶格中的部分Ti⁴⁺被还原成Ti³⁺，Ti³⁺的自掺杂量控制在二氧化钛质量的0.01%～0.3%，同时，碳主要以石墨的形式键合在TiO₂的表面，其中碳与TiO₂的质量百分比为：80.43～97.04：100。