Dy^(3+)离子掺杂TiO_2微纳米晶的制备及其光催化性能研究

本文通过微波辅助溶胶-凝胶法制备Dy^(3+)掺杂TiO_2微纳米晶。通过X射线衍射仪(XRD)、傅里叶红外光谱仪(FTIR)和紫外可见光谱(UV-vis)对样品的物相成分、分子键价结构和光催化性能进行表征和分析。结果表明:Dy^(3+)掺杂量对TiO_2微纳米晶的相变有一定的影响,且在锐钛矿到金红石的晶型转变过程有抑制的作用,当Dy^(3+)掺杂量为1.2wt.%时,晶粒大小为11.5nm,样品几乎保持单一锐钛矿物相。表面存在羟基,它可以捕捉空穴,形成羟基自由基,有利于光催化降解有机物。Xe灯下光照50min后,典型样品对MB的光催化反应速率为k=0.07461 min^(-1)和降解率为97.14%,这可能与一定量Dy^(3+)的引入有关。Dy^(3+)可以捕捉电子,生成g O_2-。而空穴则能和样品表面的羟基反应生成g OH,能有效抑制光生电子和空穴对的复合,从而使典型样品具有较高的光催化活性。