的光催化活性有着不同程度的影响,主要分为三种:提高光催化活性、影响较小和降 低光催化活性。在不同的实验条件下,同种金属离子的掺杂也可能得到不同的实验结 果。总的来说,影响金属离子掺杂TiO2光催化活性的因素主要为掺杂离子种类、化合 价、能级、半径、浓度以及催化剂的制备方法等[11]。掺杂方法有浸渍法[12]、溶胶凝 胶法[13]和光辅助沉积法[14]等。光敏半导体技术也扩展了TiO2的光响应范围。光敏半 导体技术是指利用二氧化钛光活性材料的强吸附,通过物理或化学方法使光活性化合 物吸附于半导体光催化剂的表面上,在可见光照射下,所述光活性材料将吸收的光子 转化成电子,光生电子迁移至二氧化钛的导带,大大扩大了二氧化钛的激发波长范围,

从而使二氧化钛在可见光区域中的响应得到扩大,进而提高太阳能的利用率。

(2)ZnO[15]

ZnO的禁带宽度与TiO2相近,且两者的光催化反应机理也相同。在以往的研究中, ZnO因其易发生光腐蚀且在强酸碱中易溶解而不被看好。但近来有研究表明,在罗丹 明、酸性红等溶液的光催化降解试验中,ZnO表现出了较为优越的降解效果。目前, 对于ZnO金属掺杂、非金属掺杂及半导体复合方面的研究较少,但其应用前景十分良 好。

(3)Bi2WO [16]

Bi2WO6 是一种新型光催化剂,其无毒无害且具有光稳定性,不会发生光腐蚀。 Bi2WO6 的禁带宽度为 2。7eV,能被紫外光和可见光激发。通过不同方法制备的 Bi2WO6 粉体,其晶粒尺寸和性质也会不同,这会影响到所制粉体的催化活性。常用的提高 Bi2WO6 催化活性的方法为贵金属负载、阴离子掺杂和半导体复合。

(4)复合半导体[7] 复合半导体光催化剂是指两个可以与所取得的位置相匹配的半导体材料的组合。

复合半导体,通过带隙偶合的化合物半导体的能级降低,从而使得复合半导体的吸收 波长延伸到可见光区域。二氧化钛是一种宽带隙半导体,假如其与窄带隙半导体复合, 形成复合半导体,则二氧化钛的光催化活性可以被提高。激发复合半导体所需的能量 小于单晶半导体,显著的吸收效果表现在可见光区域,这就使太阳能的利用率得到提 高,同时,这样的复合也可以一定程度上促进光生电子-空穴的分离,从而使催化剂 的催化活性得到提高。

1。2。3 光催化反应速率的影响因素 

反应速率是关系到光催化技术能否投入实际应用的一个重要因素,而催化剂光催 化活性的高低则决定了光催化反应速率的快慢,其影响因素主要为催化剂晶体结构、 催化剂加入量、污染物浓度、溶液 pH、光源以及光照强度等[17]。

(1)晶体结构

常用的光催化剂如 TiO2 有两种晶型:锐钛矿型和金红石型。与金红石型相比, 锐钛矿型 TiO2 具有更高的表面活性,因此其光催化活性也更高。近年来,一些研究 表明,在锐钛矿型结晶的表面附着上金红石晶体层,形成混晶,可以使锐钛矿型晶体 的光生电子和空穴分离的程度得到有效促进,从而具有更好的光催化性能。此外,研 究者[18]还发现钒酸铋也有类似的现象,对比四方相和单斜相结构的钒酸铋,可以发现, 单斜相的钒酸铋光催化性能优于四方相,而单斜相和四方相的混晶较单斜相具有更优 越的可见光催化性能。文献综述

(2)溶液 pH

溶液的 pH 对光催化降解反应有较大的影响。pH 可以影响催化剂的表面特性、 吸附作用和所吸附物质的存在状态等;而且对于不同的反应底物,其影响作用是不同的。对于不同的光催化反应,其最佳反应 pH 是不一样的,具体情况需要通过实验来 确定。

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