陳啟元1， 盧周廣1， 黃可龍1， 劉 詠2
(1. 中南大學(xué) 化學(xué)化工學(xué)院， 長(zhǎng)沙 410083；
2. 中南大學(xué) 粉末冶金國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室, 長(zhǎng)沙 410083；
3. 中國(guó)石化催化劑長(zhǎng)嶺分公司， 岳陽(yáng) 414012)
摘 要: 考察了通過(guò)溶膠-凝膠法進(jìn)行過(guò)渡金屬(Fe3+、 Zn2+、 Co2+、 Ni2+、 Cr3+和Sn4+)和稀土元素(La3+、 Pr3+、 Nd3+、 Ce4+、 Sm3+、 Tb3+、 Eu3+、 Gd3+、 Y3+和Dy3+)摻雜的TiO2納米顆粒的光催化活性， 以及通過(guò)超聲波處理反應(yīng)過(guò)程中的溶膠所制備得到的TiO2納米顆粒的光催化活性。 結(jié)果表明： 0.5%Sn4+、 0.5%La3+、 0.5%Y3+和0.5%Eu3+(質(zhì)量分?jǐn)?shù))摻雜的TiO2納米顆粒在降解甲基橙溶液的反應(yīng)中， 其光催化活性提高2%~7%； 其它的摻雜則使TiO2納米顆粒的光催化活性降低0.5%~25%； 在TiO2納米顆粒的制備過(guò)程中， 對(duì)溶膠進(jìn)行超聲輻照可使其光催化活性提高15%以上, 這是提高TiO2納米顆粒光催化活性的一條新途徑。
關(guān)鍵字: TiO2納米顆粒； 溶膠-凝膠法； 過(guò)渡金屬； 稀土元素； 摻雜； 超聲輻照； 光催化活性
CHEN Qi-yuan1, LU Zhou-guang1, HUANG Ke-long1, LIU Yong2
（ 1. School of Chemistry and Chemical Engineering,
Central South University, Changsha 410083, China;
2. State Key Laboratory of Powder Metallurgy,
Central South University, Changsha 410083, China;
3. Sinopec Changling Catalyst Division, Yueyang 414012, China）
Abstract: The photocatalytic activities of TiO2 nanoparticles doped with transition metal ions (Fe3+, Zn2+, Co2+, Ni2+, Cr3+ and Sn4+) and rare-earth metal ions (La3+, Pr3+, Nd3+, Ce4+, Sm3+, Eu3+, Gd3+, Y3+ and Dy3+) by sol-gel method and the TiO2 nanoparticles obtained from the sol with ultrasonic irradiation during their sol-gel synthesis were investigated. The results show that the photocatalytic activities of TiO2 nanoparticles doped with 0.5%Sn4+, 0.5%La3+, 0.5%Y3+ and 0.5%Eu3+ (mass fraction) increase 2%-7%, while photocatalytic activities doped by others decreases 0.5%-25% in the photocatalytic degradation of methylorange. The ultrasonic irradiation of the sol produced in the sol-gel synthesis of TiO2 nanoparticles can enhance their photocatalytic activity above 15%, which is a novel way to improve the photocatalytic activities of TiO2 nanoparticles.
Key words: TiO2 nanoparticles; sol-gel; transition metal; rare-earth metal; doping; ultrasonic irradiation; photocatalytic activity
