钇掺杂Y-TiO2光催化剂：性能提升与应用潜力

该研究论文于2014年发表，主要探讨了Y-TiO2光催化剂的制备方法及其性能优化。作者们采用硝酸钇和钛酸四丁酯为原料，通过溶胶-凝胶法制备了这种新型光催化剂。溶胶-凝胶法是一种常见的无机材料制备技术，它通过溶液中的化学反应形成纳米级的粒子，再经过干燥和热处理形成固体材料。 论文重点对样品进行了深入表征，包括XRD（X射线衍射）用于分析晶体结构，DSC（差示扫描量热）和TGA（热重分析）用来研究材料的热稳定性，FT-Raman（傅立叶变换拉曼光谱）则揭示了材料的振动特性，UV-Vis（紫外-可见吸收光谱）和PL（光致发光）技术则用来评估其光吸收和光催化活性。 研究结果显示，掺杂钇元素能够延缓样品从锐钛矿相向更稳定的金红石相的相变过程。这有助于拓宽TiO2的光响应范围，使得它在可见光区域也能有效地吸收和利用光能，从而提高太阳能的利用率。此外，掺杂有效地降低了光生电子和空穴的复合几率，这是提高光催化效率的关键因素，因为复合会导致能量损失，降低催化效率。 在具体实验中，当Y:TiO2的摩尔比为0.6%，并在500℃条件下焙烧4小时得到的样品表现出最佳催化性能。在普通日光灯的照射下，该样品对亚甲基蓝（MB）的降解率达到97.32%，远超 Degussa P25（一种常用的商业化TiO2光催化剂）在相同条件下的58.62%降解率。 论文的关键词包括TiO2、Y掺杂、光催化，强调了稀土离子掺杂作为一种有效策略来提升TiO2的光催化性能。作者们指出，通过这种方法，TiO2光催化剂在空气和水污染治理等领域具有巨大的应用潜力，特别是在解决光催化效率和太阳能利用效率问题上。 这篇论文提供了一种新的途径来改进TiO2光催化剂，对于推动光催化技术在实际环境净化中的应用具有重要意义。