[发明专利]一种光催化活性碳掺杂氧化钛薄膜的制备方法

说明书

 

技术领域

本发明涉及一种光催化活性碳掺杂氧化钛薄膜的制备方法。

背景技术

     氧化钛系光催化材料在污水处理，有机污染物降解、光解水制氢和抗菌方面已经表现出广阔的应用前景。但TiO₂是宽禁带半导体，只有能量大于禁带宽度（E₀=3.2eV）的光照射时才能激发光催化反应。也就是说，只有波长<387.5nm的紫外光才能使它激发。而太阳能中紫外光所占比例不足5%，因而对太阳能的利用率低，大大限制了其应用。为了实现可见光条件下的光催化抗菌和空气净化，主要有两种途径可供选择：1降低TiO₂半导体的禁带宽度；2减少光生电子和空穴复合。前者可通过掺杂实现，是较好的措施（刘世凯，TIO2基纳米管阵列的构筑、表征及其光电化学性质研究[D]，吉林大学大学博士学位论文，2009^; 季君晖，史维明 编著，《抗菌材料》，化学工业出版社，2004：p77-78）。目前，一些文献报道了对TiO₂进行掺杂主要有过渡金属（Fe、Mo、Re、Ru、V和Rh）和非金属掺杂（N、C、S、卤素）两种（R.Asahi, T.Morikawa, T.Ohwaki, K.Aoki, Y. Taga, Vsible-light Photocatalysis in nitrogen-doped titanium oxides [J]. Science, 2001, 293(5528): 269-271；S.U.M.Khan, M. Al-Shahry, W.B. Ingler Jr, Efficient photochemical water splitting by a chemically modified n-TiO2[J].Science, 2002, 297(5590):2243-2245；C.H. Ao, S.C.Lee, Combination effect of activated carbon with TiO2 for the photodegradation of binary pollutants at typical indoor air level [J], J.Photochem.Photobio.A:Chem., 2004, 161(2-3):131-140；T. Ohno, T. Mitsui, M. Matsumura, Photocatalytic activity of S-doped TiO2: photoeatalyst under visible light[J].Chem.Lett.,2003,32(4):364-365；Umebayashi,T.;Yamaki,T.;Tanaka,S.;Asai,K.Vsible light-induced degradation of methylene blue on S-doped TiO2[J].Chem.Lett.,2003,32(4):330-331；J.C. Yu, J.G. Yu, W.K. Ho, Z.T.Jiang, L.Z.Zhang, Effects of F–doping on the photocatalytic activity and microstructures of nanocrystalline TiO2 powders [J]. Chem.Mater., 2002, 14(9):3808-3816）。