不同掺杂方式的铂催化剂降解甲基橙的表观速率常数
光TiO2作为环境净化光催化剂, 是最有开发前途的绿色环保型催化剂之一. 多年来, 人们一直致力于通过对二氧化钛改性来提高其光催化活性, 如采用贵金属担载、半导体复合、金属离子掺杂以及近来的非金属元素的掺杂等方法, 其中研究最多的是金属离子掺杂,需要说明的是: 这种掺杂方法应该称之为均匀掺杂, 即杂质离子在TiO2中呈现均匀分布. 据报道, 担载铂的TiO2催化剂, 由于铂表面的过电位较小, 电子在金属铂上的富集, 减少了TiO2表面电子的浓度, 从而减少了电子与空穴在TiO2表面的复合, 相应地增加了催化剂表面的空穴数目,增强了催化剂的催化效果.
中国科学院广州能源研究所李新军等人采用溶胶-凝胶法制备了铂非均匀掺杂的二氧化钛薄膜, 并用 UV-vis 分光光度计及电化学工作站表征了薄膜的光吸收性能和光电化学行为, 通过对甲基橙的光催化降解动力学来表征催化剂的光催化活性. 结果表明Pt非均匀掺杂可以明显增强二氧化钛的光催化活性, 而均匀掺杂的效果较差; Pt非均匀掺杂的最佳量为0.3mol%.催化剂薄膜的电化学行为显示: Pt非均匀掺杂二氧化钛薄膜的开路电压高, 交流阻抗小. 并从半导体的PN 结原理探讨了Pt 非均匀掺杂二氧化钛的催化活性机理.