Co,Ce共掺杂纳米TiO2光催化剂的制备与性能优化

"Co, Ce共掺杂TiO2纳米粉体制备及光催化性能研究" 本文主要探讨了Co和Ce共掺杂TiO2纳米粉体的制备及其在光催化领域的应用。研究由陈娜娜、吴玉程等人进行，他们在合肥工业大学材料科学与工程学院进行了实验。他们以钛酸丁酯为基本原料，利用Co和Ce作为掺杂元素，通过水解沉淀法在室温条件下制备出具有光催化性能的纳米TiO2催化剂。 在制备过程中，首先将柠檬酸溶解在无水乙醇和蒸馏水中，接着将预设定摩尔比例的五水硝酸钴和硝酸铈溶解在无水乙醇中，然后将这两种溶液混合并加入氨水和钛酸四丁酯，通过磁力搅拌形成均匀的悬浮液。这个过程旨在确保Co和Ce均匀地掺杂到TiO2晶格中。 通过X射线衍射（XRD）和透射电子显微镜（TEM）对产物的组织结构进行分析，结果显示制得的介孔(Co，Ce)-TiO2纳米粉体的晶粒尺寸约为20.4纳米，具有较大的比表面积（97.442m²/g），这有利于提高光催化效率。实验还研究了不同掺杂量和热处理温度对TiO2光催化性能的影响，发现当金属Co的掺杂浓度为0.1mol%，Ce掺杂为0.05mol%时，且在500℃下焙烧的(Co，Ce)-TiO2复合体展现出最优的光催化活性，可以达到90%的甲基橙分解率。 TiO2作为一种广受欢迎的光催化剂，其宽的禁带宽度（3.2eV）使得它只能吸收紫外线，限制了其在太阳光下的应用。为了解决这个问题，研究人员尝试通过过渡金属离子掺杂来拓宽TiO2的光响应范围。Co和Ce的掺杂能够有效地改变TiO2的能带结构，增强其对可见光的吸收，从而提升其在光催化降解有机污染物方面的性能。 文章特别指出，污染问题是全球性的挑战，而TiO2光催化技术因其环保特性，被视为解决这一问题的有效途径之一。通过掺杂Co和Ce，不仅能提高TiO2的光吸收能力，还能增加其对有机污染物的降解效率，对于环境污染治理具有重要的实际意义。 这篇论文详细介绍了Co和Ce共掺杂TiO2纳米粉体的制备方法，以及掺杂对光催化性能的影响，为优化TiO2光催化剂提供了新的思路和实验依据。