Fe_3_离子对二氧化钛光电化学催化性能的影响.pdf

第 10 卷 　第 4 期 电化学 Vol . 10 　No . 4 2004 年 11 月 EL ECTROCHEM ISTR Y Nov . 2004 ( ) 文章编号 :1006347 1 2004 Fe3 + 离子对二氧化钛光电化学催化性能的影响 肖美群 ,沈嘉年 ,李谋成 , 武朋飞 , 刘 　冬 , 张玉娟 (上海大学材料所 , 上海 200072) 应用电化学阳极氧化法制备 Ti 上多孔状纳米晶 TiO 薄膜 , 以及不同 Fe3 + 离子掺杂量的 摘要 : 　 2 二氧化钛薄膜. 研究了 Fe3 + 离子掺杂对二氧化钛薄膜吸收光谱和光催化活性的影响 ,发现 Fe3 + 的 掺杂使薄膜的吸收带边发生红移 ,在可见光照射下其光催化活性也有一定的提高. 电化学氧化 ;纳米晶 TiO 薄膜 ;掺杂 Fe3 + 离子 ;光催化 关键词 : 　 2 中图分类号 : 　T G174 . 4 　　　　　　　　文献标识码 : 　A 自1972 年 Fuj ishima 和 Honda[ 1 ] 发现 TiO 单晶电极在紫外光照射下可分解水而产生氢和 2 氧以及 Bar d[2 ] 将光电化学理论扩展到半导体微粒光催化后 ,半导体光催化剂在多相反应中的 研究引起了广泛关注[3～4 ] . 应用二氧化钛作光催化材料通常须使用专门的紫外光源 , 目前有 关的研究大多致力于光催化谱域范围向可见光方向延伸. 许多研究者利用掺杂过渡金属离子 来降低二氧化钛的禁带宽度 ,使激发光向长波方向移动[5～6 ] . A sahi 等通过向二氧化钛薄膜或 其和粉末掺杂氮以提高可见光下的吸收 ,掺杂后的二氧化钛对亚甲基蓝的光催化活性也有改 善[7 ] . 前文报道了采用阳极氧化法制备多孔纳米结构并在紫外光照射下具有较高光催化活性 的二氧化钛薄膜[ 8 ] . 本文进一步研究掺杂 Fe3 + 离子对阳极氧化法制备的二氧化钛薄膜紫外 可见光吸收性能及其光催化活性的影响. 1 　实验方法 按文献[ 9 ] , 以钛片作为对电极 ,实验前先用低浓度氢氟酸溶液去除表面氧化物[ 10 ] . 电解 液的基本成分为磷酸钠 ,恒温水浴 ,在交流电压 80 V 下氧化 10 min 制得二氧化钛薄膜. 如于 电解液中添加不同质量的磷酸铁 ,即可制得不同 Fe3 + 离子掺杂量的二氧化钛薄膜. ( ) 用扫描电子显微镜 SEM 观察薄膜的表面形貌. 二氧化钛薄膜紫外可见光谱 由 U V ( ) 3 10 1pc 带积分球的紫外可见分光光度计 Perkin Elmer 公司 漫反射测定. 薄膜在紫外光下的 光催化性能由降解亚甲基蓝的百分率表征 , 用 722M 型光栅分光光度计测定亚甲基蓝溶液的 吸光度. 薄膜在可见光下的光催化活性用可见光源照射薄膜降解亚甲基蓝溶液产生的电流随 时间变化曲线表征. 实验中以 150 W 钨丝灯作可见光源 , 亚甲基蓝溶液的质量浓度为 1. 0 × 收稿 日期 ,修订日期 ( ) 通讯联系人 : Tel : 862 1 5638593 1 ,Email :j ckat hy @sina . com