铽(Ⅲ)掺杂TiO_2纳米材料相转移和光催化性质研究

Phase Transition and Photocatalytic Properties of Terbium Doped Nanosized Titanium Dioxide

以无水丁二醇为溶剂在中性条件下用溶胶凝胶法制备了系列Tb3 + (x =0 0 0 2 5～ 0 .0 7)均匀掺杂的二氧化钛纳米材料 .研究结果表明 ,Tb3 + 掺杂对纳米二氧化钛的相转移有很强的抑制作用 .这种抑制作用的强弱与Tb3 + 掺杂的浓度有密切关系 ,Tb3 + (x =0 .0 2 )的掺杂对TiO2 锐钛矿 (anatase)向金红石 (rutile)转化的抑制作用最强 .伴随着发生相转移温度的提高 ,掺杂纳米二氧化钛材料的高温烧结大大缓解 ,掺杂纳米TiO2 的热稳定性明显增强 ;掺杂浓度越高 ,热稳定性提高越大 .对罗丹明的光降解实验表明 ,Tb3 + 掺杂可以有效提高TiO2 光催化活性 .对不同浓度、不同煅烧温度样品光催化降解活性进行系统考察后发现 ,Tb3 + (x =0 .0 2 )掺杂的样品在不同煅烧温度下均显示出最好的光催化效率 ,说明掺杂浓度对其光催化性质影响很大 .用浸渍法制备的样品其光催化活性较纯的二氧化钛低 ,并且其催化活性随浸渍浓度的增加而降低 ,表明稀土离子的分布是影响稀土掺杂纳米TiO2

The preparations of a series of terbium doped nanocrystalline TiO2 materials are described. The materials have been characterized by XRD and TEM. It shows that Tb3+ dopant not only significantly inhibits the phase transition of nanocrystalline TiO2, but also remarkably increases its thermal stability. The investigation of degradation of rhodamin B under irradiation of UV light demonstrates that the photocatalytic activity of nanocrystalline TiO2 is greatly improved by Tb3+ dopant with Tb3+ ( x = 0.02) doped samples exhibiting the best activity.