本文采用原位湿化学方法合成了掺硫的金红石相可见光TiO2催化剂，实验证明相同的水热处理温度下，硫掺杂后其紫外—可见吸收光谱略微移向可见光区，掺杂硫后的TiO2对亚甲基兰的催化性能要优于未掺杂的TiO2。对于掺硫的粉体，180℃水热处理的掺硫TiO2可见光催化性能要优于200℃水热处理的粉体性能。首次利用对掺硫TiO2用氨气氮化的方法制备了硫氮双掺杂的纳米金红石TiO2催化剂，对其形貌和吸收光谱进行了表征，结果证明，硫氮双掺杂后的纳米氧化钛粉体的紫外—可见吸收光谱向可见光区移动，并且在可见光区有两个吸收边，掺杂后的催化剂禁带宽度降低，对可见光产生响应。对可见光催化性能的测试表明硫氮共掺杂的TiO2催化剂性能要高于氮掺杂的催化剂性能。 原位水热合成方法合成了少量硫镧和硫钇共掺杂的纳米金红石相氧化钛的可见光催化剂，在可见光照射下可有效的降解有机工业染料亚甲基兰(MB)。尽管稀土元素掺杂量很少，但其与硫元素的协同效应使得其可见光催化性能优异(硫镧共掺杂其对MB的降解率可达98.4﹪，硫钇为80﹪)，几乎达到完全矿化。合成的硫镧共掺杂催化剂TEM形貌为短棒状。紫外—可见吸收光谱分析表明共掺后的粉体吸收光谱发生了红移。其创新点在于应用硫镧和硫钇的共掺杂效果提高了催化剂的催化活性，应用水热方法减少了空气污染并且使得掺杂元素相对于其他方法来所说对相对均匀，制备过程种不需要煅烧，避免了晶粒过分长大；镧钇掺杂量少，降低了工业合成成本；实现了可见光照射下对工业染料亚甲基兰的降解，硫镧的双掺效应使得可见光催化活性达98.4﹪。 利用巯基乙酸原位合成了黏附于高比表面积的片状TiO2表面的纳米α-Fe2O3颗粒，即α-Fe2O3敏化的TiO2纳米片。紫外—可见吸收光谱分析表明α-Fe2O3敏化后的粉体吸收范围移到了可见光区，吸收特征显示为TiO2和α-Fe2O3的共有吸收特征。对敏化后的催化剂进行可见光催化测试及MB的吸附表征表明，氧化钛纳米片的吸附性能很强，改性后的片状TiO2可见光催化性能得到了提高。

    关键词：
    二氧化钛 光催化剂 纳米晶 可见光 亚甲基兰 降解
    作者：
    刘红艳
    学位授予单位：
    中国科学院上海硅酸盐研究所
    授予学位：
    博士
    学科专业：
    材料科学与工程
    导师姓名：
    高濂
    学位年度：
    2005
    语种：
    中文
    分类号：
    TB332