光催化協(xié)同變價(jià)稀土或金屬的抗菌凈化功能材料(編輯修改稿)
2025-06-16 17:32 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 能量躍遷至導(dǎo)帶，產(chǎn)生氧化還原能力較強(qiáng)的電子一空穴對(duì)。、 ?根據(jù)雜質(zhì)態(tài)理論，在半導(dǎo)體中引入雜質(zhì)原子、空位和其他點(diǎn)缺陷會(huì)使局部晶格結(jié)構(gòu)發(fā)生畸變。這種畸變的發(fā)生相當(dāng)于引人入一個(gè)特徵，它會(huì)在禁帶中產(chǎn)生相應(yīng)的能級(jí)。 ?一般來(lái)說，在晶格中引入負(fù)特徵的雜質(zhì)能致使導(dǎo)帶底下面出現(xiàn)分立能級(jí)，稱 為施主能級(jí)E1。而在晶格中引人正特徵的雜質(zhì)在價(jià)帶頂上形成分立能級(jí)，稱為受主能級(jí) E2，見圖 84。 ?因此，為了提高奈米氧化鈦光催化活性，使光催化有效範(fàn)圍擴(kuò)展到可見光 區(qū)，摻雜是較好的措施。 稀土對(duì)奈米 TIO2表面能級(jí)結(jié)構(gòu)的影響 ?稀土元素具有複雜的電子結(jié)構(gòu)，可呈現(xiàn)出不同的價(jià)態(tài)。尤其稀土鈰元素，常存在反應(yīng) : ? Ce 4+ + e－ Ce3+ 反應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)還原電位為 ，根據(jù)熱力學(xué)原理該反 應(yīng)可自發(fā)進(jìn)行。 ?反應(yīng)達(dá)到平衡時(shí)， Ce 4+與 Ce 3+共有，只是 Ce 3+ 的濃度遠(yuǎn)高于 Ce 4+的濃度，所以只要有 Ce 3+存在，Ce 4+也必然存在。 ?因此，若選擇鈰元素作為摻雜劑，就有可能在奈米Ti02的禁帶中同時(shí)引入施主能級(jí)和受主能級(jí)。故本研究選擇鈰作為摻雜元素。 稀土元素鈰的影響 ? Ti0 % CeTi02及 %CeTi02材料的紫外一可見吸收光譜，見圖 87. ?由圖 87可見，原料奈米 Ti02的光吸收帶邊在 363nm, 低于理論值 (387nm)，這主要是由于奈米材料的量子尺寸效應(yīng)造成的， 。在 237nm處出現(xiàn)的吸收峰為材料的激子吸收峰 。 當(dāng)光能量低于 363nm波長(zhǎng)時(shí)，吸收率很低。 ?在奈米 Ti02材料 中加人 % 稀土元素後 (圖 87(b))，光吸收性能沒有發(fā)生明顯的變化 。但當(dāng)稀土含量達(dá)到% 時(shí)，可在 414nm附近 出現(xiàn)一個(gè)新的寬吸收峰。因此，在奈米 Ti02中加人適量的稀土元素後，可以將材料的光吸收波長(zhǎng)有效擴(kuò)展到可見光區(qū)域。 鈰一銀 Ti
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