English
新闻公告
More
化学进展 2006, Vol. 18 Issue (0203): 168-175 前一篇   后一篇

• 综述与评论 •

非金属改性可见光诱导的TiO2光催化

刘中清;葛昌纯*   

  1. 北京科技大学 特种陶瓷粉末冶金研究开发中心  北京 100083
  • 收稿日期:2005-02-26 修回日期:2005-04-01 出版日期:2006-03-24 发布日期:2006-03-24
  • 通讯作者: 葛昌纯

Photocatalysis of Nonmetal Modified TiO2 Induced by Visible Light

Zhongqing Liu; Changchun Ge*   

  1. Centre of Research and Development of Advanced Ceramics and Powder Metallurgy, University of Science and Technology Beijing, Beijing 100083, China
  • Received:2005-02-26 Revised:2005-04-01 Online:2006-03-24 Published:2006-03-24
  • Contact: Changchun Ge
为拓展二氧化钛的光响应波长范围并提高其光催化活性,通常采用掺杂金属、金属氧化物或金属离子的方法。大量研究表明,掺杂金属、金属氧化物或金属离子往往以损失TiO2光催化剂在紫外光区的光催化活性为代价,而掺杂非金属离子不但能将TiO2的光响应波长拓展至可见光区域外,还能保持在紫外光区的光催化活性,在利用太阳光光催化方面展现出崭新的应用前景。本文综述了非金属氮、碳、硫、氟等掺杂改性二氧化钛光催化的最新进展。
The methods of doped-metal used to be introduced in modifying titania to broaden the region of photo-response and enhance photo-activity. Large numbers of investigations have indicated that doped-metal tend to suffer from loss of its photo-activity in UV light. Whereas doped-nonmetal can not only broaden region of photo-response to visible light but also maintain photo-activity in UV light, and show promising foreground in utilizing sun light. The latest research progress of photocatalysis in modifying titania with nonmetal N, C, S and F etc. is reviewed in this paper.

中图分类号: 

()

[ 1 ] Verwey J W M, van der Voort D , Dirksen G J , et al . Journal of Solid State Chemistry , 1990 , 89 (1) : 106 —117
[ 2 ] Sato S. Chem. Phys. Lett . , 1986 , 123 (1/2) : 126 —128
[ 3 ] Asahi R , Morikawa T, Ohwaki T, et al . Science , 2001 , 293(5528) : 269 - 271
[ 4 ] Morikawa T, Asahi R , Ohwaki T, et al . Applied Physics , Part 2(Letters) , 2001 , 40 (6A) : L561 —L563
[ 5 ] Lee D H , Cho Y S , Yi W I , et al . Applied Physics Letters ,1995 , 66 (7) : 815 —816
[ 6 ] Chiaramonte T, Cardoso L P , Gelamo R V , et al . Applied Surface Science , 2003 , 212/213 (SPEC) : 661 —666
[ 7 ] Suda Y, Kawasaki H , Ueda T, et al . Thin Solid Films , 2004 ,453P454 : 162 —166
[ 8 ] Chen S Z, Zhang P Y, Zhang D M, et al . Catalysis Communications , 2004 , 5 (11) : 677 —680
[ 9 ] Zhao Q N , Li C L , He X, et al . Key Engineering Materials ,2003 , 249 : 457 —461
[10] Lindgren T, Mwabora J M, Avendano E , et al . J . Phys. Chem.B , 2003 , 107 : 5709 —5716
[11] Torres G R , Lindgren T, Lu J , et al . J . Phys. Chem. B , 2004 ,108 : 5995 —6003
[12] Mohamed S H , Kappertz O , Ngaruiya J M, et al . Physica Status Solidi A: Applied Research , 2004 , 201 (1) : 90 —102
[13] Fukushima K, Yamada I. Japanese Journal of Applied Physics ,Part 1 , 1996 , 35 (11) : 5790 —5795
[14] Nakamura R , Tanaka T, Nakato Y. J . Phys. Chem. B , 2004 ,108 : 10617 —10620
[15] Chen X B , Burda C. J . Phys. Chem. B , 2004 , 108 : 15446 —15449
[16] Burda C , Lou YB , Chen XB , et al . Nano Letters , 2003 , 3 (8) :1040 —1051
[17] Ihara T, Miyoshi M, Iriyama Y, et al . Applied Catalysis B :Environmental , 2003 , 42 : 403 —409
[18] Diwald O , Thompson TL , Zubkov T, et al . J . Physical Chemistry B , 2004 , 108 (19) : 6004 —6008
[19] Irie H , Watanabe Y, Hashimoto K. J . Phys. Chem. B , 2003 ,107 : 5483 —5486
[20] Wang J S , Yin S , Komatsu M, et al . Applied Catalysis B :Environmental , 2004 , 52 (1) : 11 —21
[21] Yin S , Yamaki H , Zhang Q W, et al . Solid State Ionics , 2004 ,172 (1/4 ) : 205 —209
[22] Yin S , Yamaki H , Komatsu M, et al . Materials Chemistry , 2003 ,13 (12) : 2996 —3001
[23] Yang S W, Gao L. J . Am. Ceram. Soc. , 2004 , 87 (9) : 1803 —1805
[24] Sano T, Negishi N , Koike K, et al . Materials Chemistry , 2004 ,14 (3) : 380 —384
[25] Aita Y, Komatsu M, Yin S , et al . Solid State Chemistry , 2004 ,177 (9) : 3235 —3238
[26] Morikawa T, Asahi R , Ohwaki T, et al . Applied Physics , Part 2(Letters) , 2001 , 40 (6A) : L561 —L563
[27] Kasahara A , Nukumizu K, Hitoki G, et al . J . Phys. Chem. A ,2002 , 106 : 6750 —6753
[28] Kasahara A , Nukumizu K, Takata T, et al . J . Phys. Chem. B ,2003 , 107 : 791 —797
[29] Di Valentin C , Pacchioni G, Selloni A. Physical Review B(Condensed Matter and Materials Physics) , 2004 , 70 (8) : art .no. 85116
[30] Shahed U M K, Mofareh A S , William B I J . Science , 2002 , 297(27) : 2243 —2245
[31] Choi Y, Umebayashi T, Yoshikawa M. Journal of Materials Science , 2004 , 39 (5) : 1837 —1839
[32] Choi Y, Umebayashi T, Yamamoto S , et al . Journal of Materials Science Letters , 2003 , 22 (17) : 1209 —1211
[33] Janus M, Tryba B , Inagaki M, et al . Applied Catalysis B :Environmental , 2004 , 52 : 61 —67
[34] Sakthivel S , Kisch H. Angewandte Chemie- International Edition ,2003 , 42 (40) : 4908 —4911
[35] Lettmann C , Hildenbrand K, Kisch H , et al . Applied Catalysis B : Environmental , 2001 , 32 : 215 —227
[36] Noworyta K, Augustynski J . Electrochemical and Solid State Letters , 2004 , 7 (6) : E31 —E33
[37] Nie X L , Sohlberg K. Materials and Technology for Hydrogen Economy , 2003 , 801 : 205 —210
[38] Zhang Q W, Wang J , Yin S , et al . J . Am. Ceram. Soc. , 2004 ,87 (6) : 1161 —1163
[39] Umebayashi T, Yamaki T, Yamamoto S , et al . Applied Physics ,2003 , 93 (9) : 5156 —5160
[40] Umebayashi T, Yamaki T, Itoh H , et al . Applied Physics Letters ,2002 , 81 (3) : 454 —456
[41] Ohno T. Water Science and Technology , 2004 , 49 (4) : 159 —163
[42] Wang J S , Yin S , Zhang Q W, et al . Materials Chemistry , 2003 ,13 (9) : 2348 —2352
[43] Wang J S , Yin S , Zhang Q W, et al . Journal of Solid State Ionics , 2004 , 172 (1/4) : 191 —195
[44] Yu J C , Yu J G, Ho W G, et al . Chem. Mater. , 2002 , 14 :3808 —3816
[45] Yu J G, Yu J C , Cheng B , et al . Journal of Solid State Chemistry , 2003 , 174 (2) : 372 —380
[46] Yamaki T, Umebayashi T, Sumita T, et al . Nuclear Instruments and Methods in Physics Research , Section B , 2003 , 206 (supp1) :254 —258
[47] Hattori A , Tada H. Journal of Sol-Gel Science and Technology ,2001 , 22 (1/2) : 47 —52
[48] Liu H Y, Gao L. J . Am. Ceram. Soc. , 2004 , 87 (8) : 1582 —1584
[49] Shi Z M, Ye X Y, Liang K M, et al . Journal of Materials Science Letters , 2003 , 22 (18) : 1255 —1258
[50] Sakatani Y, Ando H , Okusako K, et al . Journal of Materials Research , 2004 , 19 (7) : 2100 —2108
[51] Miyauchi M, Takashio M, Tobimatsu H. Langmuir , 2004 , 20 :232 —236
[52] Wei H Y, Wu Y S , Lun N , et al . Journal of Materials Science ,2004 , 39 (4) : 1305 —1308
[53] Yang H , Lu R , Wang L. Materials Letters , 2003 , 57 (5P6) :1190 —1196
[54] Jiang Y X, Chen X M, Mo Y F , et al . Molecular Catalysis A:Chemical , 2004 , 213 (2) : 231 —234
[55] Yang H , Lu R , Zhao J Z, et al . Materials Chemistry and Physics ,2003 , 80 (29) : 68 —72
[56] 尹喜林(Yin X L) , 韩焕梅(Han H M) , 郭灵姬(Guo L J ) , et al . 石油化工( Shiyou HuagongPPetrochemical Technology ) ,1994 , 23 (1) : 22 —27
[57] 徐顺(Xu S) , 杨鹏飞(Yang P F) , 杜宝石(Du B S) 等. 化学研究与应用(Chemical Research and Application) , 2003 , 15(2) : 146 —150
[58] 吴兴惠(Wu X H) , 赵景畅(Zhao J C) , 柳清菊(Liu Q J ) . 云南大学学报(自然科学版) (Journal of Yunnan University) ,2003 , 25 (3) : 232 —239
[59] 陈崧哲(Chen S Z) , 张彭义(Zhang P Y) , 祝万鹏(Zhu W P)等. 化学进展(Progress in Chemistry) , 2004 , 16 (4) : 613 —619
[60] 籍宏伟(Jie H W) , 马万红(Ma W H) , 黄应平(Huang Y P)等. 科学通报( Chinese Science Bulletin) , 2003 , 48 ( 21) :2199 —2203
[61] 韩世同(Han S T) , 习海玲(Xi H L) , 史瑞雪(Shi R X) 等. 化学物理学报(Chinese Journal of Chemical Physics) , 2003 , 16(5) : 339 —349
[62] 高远(Gao Y) , 徐安武(Xu A W) , 刘汉钦(Liu H Q) . 中山大学学报( 自然科学版) ( Acta Scientiarum Naturalium Universitatis Sunyatseni) , 2000 , 39 (5) : 44 —47
[63] Litter M I , Navio J A. Journal of Photochemistry and Photobiology A: Chemistry , 1996 , 98 : 171 —181
[64] 刘国光(Liu G G) ) , 张学治(Zhang X Z) , 许亚杰(Xu YJ )等. 环境工程( (Chinese Journal of Environmental Engineering) ,2003 , 21 (2) : 72 —74
[65] 辉永庆(Hui Y Q) , 谢家理(Xie J L) , 龙素群(Long S Q) . 四川大学学报( 自然科学版) (Journal of Sichuan University ,Natural Science Edition) , 2004 , 41 (3) : 628 —631
[66] Houas A , Lachheb H , Ksibi M, et al . Applied Catalysis B :Environmental , 2001 , 31 : 145 —157
[67] Kuo W S , Ho P H. Chemosphere , 2001 , 45 : 77 —83

[1] 王丹丹, 蔺兆鑫, 谷慧杰, 李云辉, 李洪吉, 邵晶. 钼酸铋在光催化技术中的改性与应用[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 606-619.
[2] 余抒阳, 罗文雷, 解晶莹, 毛亚, 徐超. 锂离子电池释热机理与模型及安全改性技术研究综述[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 620-642.
[3] 钱雪丹, 余伟江, 付濬哲, 王幽香, 计剑. 透明质酸基微纳米凝胶的制备及生物医学应用[J]. 化学进展, 2023, 35(4): 519-525.
[4] 刘雨菲, 张蜜, 路猛, 兰亚乾. 共价有机框架材料在光催化CO2还原中的应用[J]. 化学进展, 2023, 35(3): 349-359.
[5] 李锋, 何清运, 李方, 唐小龙, 余长林. 光催化产过氧化氢材料[J]. 化学进展, 2023, 35(2): 330-349.
[6] 邬学贤, 张岩, 叶淳懿, 张志彬, 骆静利, 符显珠. 面向电子应用的聚合物化学镀前表面处理技术[J]. 化学进展, 2023, 35(2): 233-246.
[7] 范倩倩, 温璐, 马建中. 无铅卤系钙钛矿纳米晶:新一代光催化材料[J]. 化学进展, 2022, 34(8): 1809-1814.
[8] 周晋, 陈鹏鹏. 二维纳米材料的改性及其环境污染物治理方面的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(6): 1414-1430.
[9] 马晓清. 石墨炔在光催化及光电催化中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(5): 1042-1060.
[10] 张明珏, 凡长坡, 王龙, 吴雪静, 周瑜, 王军. 以双氧水或氧气为氧化剂的苯羟基化制苯酚的催化反应机理[J]. 化学进展, 2022, 34(5): 1026-1041.
[11] 李晓微, 张雷, 邢其鑫, 昝金宇, 周晋, 禚淑萍. 磁性NiFe2O4基复合材料的构筑及光催化应用[J]. 化学进展, 2022, 34(4): 950-962.
[12] 李美蓉, 唐晨柳, 张伟贤, 凌岚. 纳米零价铁去除水体中砷的效能与机理[J]. 化学进展, 2022, 34(4): 846-856.
[13] 徐妍, 苑春刚. 纳米零价铁复合材料制备、稳定方法及其水处理应用[J]. 化学进展, 2022, 34(3): 717-742.
[14] 庞欣, 薛世翔, 周彤, 袁蝴蝶, 刘冲, 雷琬莹. 二维黑磷基纳米材料在光催化中的应用[J]. 化学进展, 2022, 34(3): 630-642.
[15] 牛小连, 刘柯君, 廖子明, 徐慧伦, 陈维毅, 黄棣. 基于骨组织工程的静电纺纳米纤维[J]. 化学进展, 2022, 34(2): 342-355.