Gd3+掺杂TiO2纳米粉体的晶粒尺寸、表面特性和光催化活性

利用酸催化的溶胶-凝胶法制备了纯的和不同Gd3+掺杂量的TiO2纳米粉体，并用XRD、BET、XPS、SPS等技术对样品进行了表征.研究了Gd3+掺杂量和焙烧温度对样品光催化降解亚甲基蓝的活性、相结构、晶粒尺寸和表面织构特性的影响，并结合表面光电特性和表面组成等探讨了Gd3+掺杂对纳米TiO2的光催化活性的影响机制.结果表明：与纯TiO2相比，适量掺杂Gd3+可以显著提高其光催化活性.当Gd3+掺杂量为0.5%（质量），焙烧温度为500℃时，TiO2复合纳米粉体的光催化活性最佳，其锐钛矿含量为100%，平均晶粒粒径为15.55nm，比表面积为12.81m2·g-1.Gd3+掺杂强烈地抑制TiO2由锐钛矿相向金红石相的转变，减小晶粒尺寸，提高光响应阈值，这三方面均有利于提高光催化活性.XPS分析表明，Gd3+掺杂导致TiO2纳米粉体的表面羟基含量降低.