TiCl4水解法水热制备Yb-P-TiO2纳米光催化剂及共掺杂的协同机制

利用水热技术以TiCl4水解法制备介孔锐钛矿Yb-P-TiO2纳米片.基于XRD、TEM、BET、XPS、FTIR、DRS和PL分析,探讨Yb和P共掺杂对TiO2表面物理化学特性及光催化活性的影响机制.在模拟太阳光照射下,样品光催化降解4-氯酚活性顺序为:TiO2222,表明Yb-P共掺杂对提高光催化活性产生协同作用.20mg·L-1的4-氯酚溶液在0.8g·L-1的Yb-P-TiO2悬浮液中经模拟太阳光照射120min后,TOC去除率达87.6%,表明4-氯酚能够被有效矿化.P掺杂对抑制TiO2由锐钛矿向金红石相的转变和改善表面结构特性起决定性作用.Yb3+能俘获光生e-生成Yb2+,Yb2+又易于将e-转移给表面吸附O2生成·O2-,有效抑制载流子复合.P3p与O2p轨道杂化能级与氧空位能级共同作用导致带隙窄化,改善光吸收性能.Yb-P共掺杂能进一步抑制光生e-/h+复合,提高量子效率;进一步增加表面羟基,有利于俘获光生h+生成强氧化性羟基自由基.上述因素均有利于提高光催化活性.