Sm-TiO₂光催化剂的制备及可见光下降解亚甲基蓝的研究

采用溶胶-凝胶法制备了稀土钐掺杂的纳米TiO2光催化剂(Sm-TiO2),通过XRD、XPS、UV-Vis-DRS、PL、Nano-sizer纳米粒度分析仪等对Sm-TiO2样品进行表征和分析,以亚甲基蓝(MB)作为目标降解物,考察了不同掺杂浓度样品对MB的光催化降解效果。结果表明,Sm的替代掺杂引起的晶格畸变促进了金红石相的形成,但晶界及表面的Sm物种抑制了TiO2从锐钛矿相向金红石相转变,细化了晶粒。适量的Sm掺杂使TiO2的吸收光谱阈值红移,有效降低了光生电子-空穴对复合率,提高了TiO2光催化活性。当pH值=2、掺杂量n(Sm)∶n(Ti)=0.006、热处理温度为500 ℃时,Sm-TiO2样品在普通日光灯下光催化降解MB的活性最高,其一级表观速率常数较相同条件下纯TiO2提高了约4倍