Preparation and Characterization of S-doped Ti1-xSyO2 Photocatalyst withWide Range Light Response

CHEN Xiao-Yun, 东北林业大学材料科学与工程学院, 哈尔滨 150040, College of Material Science and Engineering, Northeast Forestry University, Harbin 150040, P. R. China, LIU Shou-Xin
2007 Wuli huaxue xuebao  
S 掺杂宽光域响应 Ti 1-x S y O 2 光催化剂的制备及表征 陈孝云 刘守新 鄢 (东北林业大学材料科学与工程学院, 哈尔滨 150040) 摘要:以TiCl 4 和硫脲为主要原料, 采用酸催化水解法制得浅黄色 S 掺杂 Ti 1-x S y O 2 光催化剂. 以苯酚为模型物, 考察了 Ti 1-x S y O 2 在可见光区、紫外光区及太阳光下的催化活性. 采用 XPS、 DRS、 XRD、 FT鄄IR、 SEM、低温氮物理 吸附对光催化剂进行表征. 结果表明, 掺杂 S 以 S 6+ 形式置换 TiO 2 晶格中的 Ti 4+ , 适量 S 掺杂的 Ti 1-x S y O 2 在可见 光区、紫外光区及太阳光下均表现出较高的光催化活性. 掺杂 S 在 TiO 2 表面形成新的能级结构, 使催化剂吸收 红移至 450-550nm, 诱发可见光催化活性; 紫外光照射下, 新形成的能级结构与体相 TiO 2 形成复合半导体结构, 捕获光生空穴, 提高光生电子鄄空穴分离效率. 同时,S掺杂可以改善 TiO 2 的分散性, 增加其比表面积 S BET 并提高 相转变温度.
more » ... S BET 并提高 相转变温度. Abstract: AyellowishTi 1-x S y O 2 photocatalystexhibitinghighactivityinwidelightspectrumrangewaspreparedby acidcatalyzedhydrolysismethod.Photocatalyticactivitywasinvestigatedthroughthephotocatalyticdegradationof phenolunderUV,artificialvisible(Vis)andsolarlightirradiation,respectively.XPS,DRS,XRD,FT鄄IR,SEM,andN 2 adsorptionwereusedforcatalystcharacterization.TheresultsshowedthatcationicS 6+ wasincorporatedintoTiO 2 latticeandsubstitutesapartofTi 4+ .Ti 1-x S y O 2 withoptimumS鄄dopingexhibitedthehighestactivityinbothVisandUV regions.Thenewband鄄gapformedbydoped鄄Scouldinduceasecondadsorptionedge(450-550nm)whichcouldbe excitedbyVisirradiationandinduceVisactivity.UnderUVirradiation,thenewformedband鄄energycouldaccept holesgeneratedbybulkTiO 2 andformacompositesemiconductorstructure,thenimprovehole鄄electronpairs separation.Inaddition,doped鄄SalsobenefitedthedispersityofTiO 2 ,increased S BET andretardedphasetransformation.
doi:10.3866/pku.whxb20070515 fatcat:cxdbhh4fyvglvdef5tlswj2cae