Bi掺杂纳米TiO2光催化甘油水溶液制氢性能研究

摘要： 采用溶胶–凝胶法制备了TiO2和Bi掺杂的TiO2纳米颗粒, 用N2吸附-脱附、SEM、XRD、FT-Raman、UV-Vis DRS对光催化材料的孔结构、表面构造、能带结构、吸光特性进行了表征, 并考查了其光催化甘油水溶液制氢反应的活性. 结果表明: Bi掺杂后的TiO2为介孔结构的锐钛矿晶型纳米颗粒, 其分散度明显增加, 晶粒变小, 比表面积增大; Bi掺杂使得TiO2禁带内形成杂质能级, 降低了禁带能量, 增加了光生电子和空穴的分离效率, 有利于将TiO2的吸光带边界扩展至可见光区; Bi掺杂的TiO2样品表现出了远高于纯TiO2的光催化甘油水溶液制氢性能, 2mol%Bi掺杂的样品在紫外光和模拟太阳光辐射下表现出了最高产氢活性, 其速率分别为3534.8 μmol/(h·gcat)和 455.7 μmol/(h·gcat).