Co-Ce共掺杂纳米TiO2光催化剂：制备与优化性能

"这篇论文是2010年中国科技论文在线发表的一篇自然科学类研究，主要探讨了Co和Ce共掺杂的TiO2纳米粉体的制备及其光催化性能。通过水解沉淀法在室温下制备了这种光催化剂，并利用XRD和TEM等技术对其结构进行了分析。实验确定了最佳的Co和Ce掺杂比例以及最优的热处理温度，发现掺杂后光催化剂的晶粒尺寸约为20.4纳米，比表面积达到97.442平方米/克，且在特定掺杂比例和焙烧温度下，光催化活性表现出色，能有效分解甲基橙。" 本文详细研究了Co和Ce共掺杂的TiO2纳米粉体的合成工艺与光催化性质。首先，以钛酸丁酯作为基础原料，Co和Ce作为掺杂元素，采用水解沉淀法制备了纳米级别的光催化剂。这种方法在室温下进行，简便且易于控制。通过X射线粉末衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)等高精度表征手段，研究人员对所制备的材料进行了详细的结构分析。 结果显示，Co和Ce共掺杂的TiO2纳米粒子具有约20.4纳米的晶粒尺寸，这使得材料具有较大的比表面积，为97.442平方米/克，这种大比表面积有利于提高光催化反应的效率。进一步的研究揭示了掺杂比例对光催化性能的影响，具体来说，Co与TiO2的摩尔比为0.1，Ce与TiO2的摩尔比为0.05时，材料的光催化活性最高。 此外，研究还考察了焙烧温度对材料性能的影响。经过优化，发现在500℃下焙烧的(Co,Ce)-TiO2复合体系光催化活性表现最佳，能有效分解甲基橙，达到90%的分解率。这表明该掺杂策略能够显著增强TiO2的光催化活性，有望应用于环境污染治理和能源转换等领域。 这项研究为提高TiO2光催化剂的性能提供了一种新的途径，即通过适当掺杂Co和Ce来优化其结构和性能，这对于开发高性能的环境友好型光催化剂具有重要意义。同时，它也为理解和调控半导体光催化剂的性能提供了理论依据，对于推动光催化技术的发展具有积极的促进作用。