1.2 TiO2光催化剂的发展历程

1.3 TiO2光催化剂的制备方法

掺杂二氧化钛的制备方法有很多种，包括溶胶-凝胶法[8-13]、机械混合法[14]、共沉淀法[14,19]、水热法[15-17]和浸渍法[18,19]等。

本实验将采用溶剂热法制备掺杂TiO2。水热法是在特制的密闭反应容器(高压釜)里，以钛酸四正丁酯为前驱体，采用冰乙酸溶液作为溶剂，乙酸钴、乙酸镍和正硅酸四乙酯为掺杂剂和稳定剂，通过对反应容器加热，创造一个高温、高压的反应环境，使钴、镍等金属离子能够在钛酸四正丁酯分解的过程中占据原本钛离子的位置。（这些金属离子粒径与钛离子相差不大，能够取代钛离子在锐钛矿TiO2中的位置；如果金属离子太大或太小，例如钠离子等，将不能很好地占据钛离子的晶格位置，达不到掺杂效果。）本实验在溶剂热条件下一步反应即可制备得到掺杂TiO2纳米粒子。

1.4 本文的特色、研究内容和研究方案

1.4.1 本文特色

一、本实验掺杂TiO2的制备方法非常简单，采用简易的一步溶剂热法即可制备得到阳离子掺杂的锐钛矿TiO2样品，实验操作简单。文献综述

二、通过钴、镍等离子的掺杂，使得原本只在紫外光区（200nm-400nm）有响应的TiO2光响应范围可拓展至可见光区（400nm-600nm），并且在可见光下具有一定的光催化活性，光催化反应能够在氙灯（λ>420nm）照射下进行，相对汞灯更加节能环保。

1.4.2 研究内容

以钛酸四正丁酯为钛源，乙酸为溶剂，乙酸钴、乙酸镍及正硅酸四乙酯等为掺杂剂和稳定剂，采用简易的一步溶剂热法制备得到阳离子掺杂的锐钛矿TiO2样品。并对所制备的样品进行 XRD、TEM、UV-Vis表征。掺杂TiO2的光催化活性通过在紫外光和可见光（λ>420nm）的照射下降解一定浓度的亚甲基蓝的效果来衡量。 

1.4.3 研究方案

一、以钛酸四正丁酯为钛源，乙酸为溶剂，乙酸钴、乙酸镍及正硅酸四乙酯等为掺杂剂和稳定剂，采用溶剂热法制备得到阳离子掺杂的TiO2纳米粒子。

二、对所合成的TiO2纳米粒子进行XRD、UV-Vis和TEM等表征，分析其结构、形貌和光学性质。

三、对所制备的掺杂TiO2样品进行紫外光和可见光（λ>420nm）照射下的光催化性能。