1。1。2  TiO2的优点及缺陷

TiO2光催化剂具有制备成本低、催化活性高、化学性质稳定、无毒、原料来源丰富等优点，但TiO2光催化剂也存在部分缺陷：(1)对可见光利用率低。因TiO2禁带宽度为3。2eV，只能被波长较短的紫外光激发，而在太阳光谱中紫外光能量仅为4％左右[3]。； (2)TiO2的光量子效率低，光生电子空穴对容易复合,无法发生氧化还原反应来分解有机物[4]。因此提高TiO2光催化性能要从调控TiO2禁带使其提高对可见光区光谱的利用率和减少光生电子一空穴对复合两个方面进行[5]。论文网

1。1。3 提高TiO2光催化性能的方法

贵金属沉积、染料敏化、离子掺杂、复合半导体等方法是比较常见的TiO2的改性方法，其中离子掺杂是利用率最高的改性方法，同时研究发现Ag离子掺杂TiO2可提高其可见光的吸收，促进光生电子和空穴的分离。研究表明，掺杂金属可以抑制光生电子和空穴的复合，掺杂非金属元素可以使禁带宽度变窄，使该催化剂的吸光能力向可见光的方向移动[6]。

考虑通过掺杂的方式使可见光被TiO2吸收。设立了以下要求：（1）掺杂必须在禁带上提供一个杂质能级。（2）导带底部的能级，包括接下来的杂质能级必须高于或等于TiO2的H2/H2O能级来保证它的光分解活性。（3）空带必须与TiO2的能带完全重合来运送光催化的载流子到达催化表面的反应面。情况2和情况3都需要用阴离子样品来掺杂而不是用表面带正电荷的金属，它通常会使局部的d能级在TiO2的禁带上并且导致了载流子中心的重组[7]。

N的置换掺杂是最高效的因为它的p能级能缩短TiO2的禁带宽度，通过和氧的2p能级的混合。虽然掺杂S也可以同样减少禁带宽度，但是很难把S吸收进TiO2晶体因为它的离子半径很大，所以相对于N来说，它需要很大的形成能。如果掺杂C或者P，就需要进入带间隙很深才能满足条件3。

宋长友等人[8]用溶胶凝胶法和浸渍法制备了铕和氮共掺杂的锐钛矿型TiO2粉体，发现其对甲基橙的光降解率是单掺杂氮的2。5倍，是单掺杂铕的8倍。故金属和非金属共掺杂对于提高TiO2半导体的光降解能力会比单掺杂要好。

根据张晓茹等人的紫外光催化活性测试结果[9]可知，掺杂适量的N可以提高TiO2的光催化活性，掺杂过量的N反而会降低TiO2的光催化活性，而当N的含量为2%时，光催化性能最好。所以在本实验中将在掺杂2%N的基础上掺杂Ag离子，并分别在四个相同的样品中添加0。2%Ag+、0。5%Ag+、0。8%Ag+、1。1%Ag+,对这四个样品进行表征

1。1。4  TiO2光催化技术的应用

近些年来，利用TiO2对有机污染物进行分解从而净化水资源已引起国内外学者的广泛关注。但较低的太阳光利用率和较慢的反映速率限制了TiO2光催化技术的利用可行性，如何进一步提高TiO2的光催化活性已成为当前研究热点。从这些研究可以得出，在TiO2光催化体系中引入金属离子有利于光生电子与空穴的不再复合，还可以降低禁带宽度。此外，由于Ag相对于Au、Pt和Pd等贵金属成本比较低，毒性较小且具有杀菌作用，因此利用Ag改性提高TiO2活性对于有机物污染水体净化具有很高的研究价值[10]。

1。2  掺杂Ag的TiO2的制备方法

1。2。1 溶胶凝胶法

取适量钛酸四丁酯溶于无水乙醇中，再加入适量的去离子水，用二乙醇胺作抑制剂，不断搅拌得到稳定的TiO2溶胶，最后再加入聚乙二醇（简称PEG，分子量为2000），搅拌得到稳定、均匀、清澈透明的溶胶。

先将普通玻璃片泡在强碱溶液中，然后用刷子刷去吸附在表面的异物，再用蒸馏水冲洗干净，用吹风机吹干备用。将处理好的玻璃固定在浸渍提拉机上，并设定好浸渍提拉机的参数用浸渍提拉法制得湿膜，将湿膜在空气中干燥后升温至400℃，保温1小时，即制得一层均匀的薄膜。以此类推，可制成多层薄膜。