TiO可見光降解染料的研究進(jìn)展

TiＯ２可見光降解染料的討論進(jìn)展摘要：二氧化鈦?zhàn)鳛橐环N光催化材料,具有穩(wěn)定性好、光效率高和不產(chǎn)生二次污染等特點(diǎn)，在凈化污染和保護(hù)環(huán)境方面，被認(rèn)為是最有應(yīng)用前景的光催化劑。通過對二氧化鈦進(jìn)行金屬摻雜和非金屬摻雜改性可以提高二氧化鈦的光催化性能,也可以利用染料敏化的途徑實(shí)現(xiàn)可見光光催化反應(yīng)。本文介紹了TｉO2可見光在降解染料方面的討論進(jìn)展，并對將來的進(jìn)展進(jìn)行了展望。關(guān)鍵詞：二氧化鈦；光催化；染料;摻雜；光敏化自1856年首例合成染料報(bào)道至今，已有超過100０0種商品化的染料問世，全球每年染料生產(chǎn)量超過7×1０5噸。含染料廢水成分簡潔，色度深、毒性強(qiáng)、較難生化降解，始終是工業(yè)廢水處理的難點(diǎn)［1］。19７2年，日本科學(xué)家Fｕjisｈima和Ｈondａ首次發(fā)現(xiàn)，在近紫外光的作用下，TiO２單晶電極能使水在常溫常壓下發(fā)生分解反應(yīng)，標(biāo)志著光催化反應(yīng)討論新時(shí)期的開頭［２]。但是，人們熟識到半導(dǎo)體催化劑對有機(jī)污染物的礦化功能始于1976年Cａrｅｙ等人的討論工作。他們發(fā)現(xiàn),在ＴｉO2光催化劑存在的條件下,ＰCＢs等發(fā)生了有效的光催化降解［3].近年的討論表明，幾乎全部染料均可通過光催化過程得到降解，對于很多無法進(jìn)行生物降解的，也可以通過光催化過程得到轉(zhuǎn)化。此外，染料本身就能汲取可見光而起到光敏劑作用效果。因此,討論光催化氧化技術(shù)處理染料廢水具有重要得實(shí)際意義。ＴｉO２無毒、化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、光催化活性高，但是它的禁帶較寬(３.２ｅV),只有波長較短的太陽光（λ<387nm)的紫外光能被汲取,而這部分紫外光只占到達(dá)地面上的太陽光能的4％左右,而可見光卻占了太陽光能總能量的4５％以上[4］.因此,擴(kuò)展半導(dǎo)體TiO2光催化的響應(yīng)光譜范圍，使其在可見光區(qū)有較高的光催化活性，已成為目前TｉO2光催化討論的熱點(diǎn)問題。目前的討論主要集中在對ＴiＯ２催化劑進(jìn)行改性，如金屬離子摻雜、非金屬元素?fù)诫s、復(fù)合半導(dǎo)體、貴金屬沉積、染料光敏化等方面[５]。本文從金屬離子摻雜、非金屬元素?fù)诫s和染料光敏化等三個(gè)方面對改性TｉＯ2可見光降解染料的討論進(jìn)展進(jìn)行介紹。一、半導(dǎo)體ＴiＯ2的光催化機(jī)理[6]圖1半導(dǎo)體紫外光光催化和染料敏化光催化機(jī)理示意圖（a)紫外光光催化；(b）染料敏化光催化光催化反應(yīng)的實(shí)質(zhì)是已激發(fā)的反應(yīng)分子在催化劑作用下發(fā)生轉(zhuǎn)移和轉(zhuǎn)化反應(yīng)。依據(jù)起始激發(fā)過程的不同,光催化可分為兩大類:一類是催化劑首先被光激發(fā)，如圖1（a）所示，當(dāng)有能量大于半導(dǎo)體禁帶寬度的光照耀時(shí)，價(jià)帶的電子被激發(fā)躍遷到導(dǎo)帶實(shí)現(xiàn)電子和空穴的電荷分離。價(jià)帶空穴與半導(dǎo)體表面吸附的水反應(yīng)生成?OH自由基，或者直接與有機(jī)物反應(yīng)生成相應(yīng)的有機(jī)自由基.導(dǎo)帶電子可與氧分子反應(yīng)生成O2-。，這些活性氧物種進(jìn)攻有機(jī)物使其分解直到礦化；另一類是敏化劑首先被光激發(fā)，如圖1(ｂ)所示，染料激發(fā)態(tài)向TiO２注入電子后,形成染料正離子自由基和導(dǎo)帶電子.導(dǎo)帶電子被催化劑表面的O2等捕獲形成活性較高的O2—。、?ＯH和?ＯOH等自由基。接下來的一系列簡潔的反應(yīng)導(dǎo)致染料共軛結(jié)構(gòu)的破壞,逐步降解,最終生成CＯ2。二、金屬摻雜把金屬離子引入到ＴiO2晶格中，可在其禁帶中引入雜質(zhì)能級，減小禁帶寬度,使價(jià)帶中的電子接受波長較大的光激發(fā)后,先躍遷到雜質(zhì)能級，通過再一次汲取能量，由雜質(zhì)能級躍遷至導(dǎo)帶,這樣就降低了受激所需的能量，適當(dāng)?shù)碾x子摻雜一般可以加強(qiáng)ＴiO2在可見光范圍的擴(kuò)展程度和汲取強(qiáng)度，使其可見光活性得到提高。1990年，Veｒwey等［7］最先發(fā)現(xiàn)在半導(dǎo)體中摻雜不同價(jià)態(tài)的金屬離子會轉(zhuǎn)變半導(dǎo)體的催化性質(zhì).Cｈoi等[８］系統(tǒng)討論了包括Ru３＋、Fe３+、Cd2+、Ｐｔ2+、W６＋、Mｏ5＋、Ｃu2+、V5＋、Pｂ2＋、Ｒｈ3＋、La3+、Cｅ4＋、Cr6＋等在內(nèi)的２１種過渡金屬摻雜ＴｉO2的效果，商量了摻雜離子種類、濃度和分散度,摻雜離子ｄ電子構(gòu)型，在材料中的電位及光照強(qiáng)度等多種因素對TiO2光催化活性的影響。Yｕ等人ADDINＥN．ＣIＴＥ<EndNote>〈Ｃite＞<Author〉Ｙu〈／Aｕthor＞＜Ｙeaｒ>2０06〈/Yeaｒ＞<RecＮum>1４4＜/ＲｅcNｕm>＜rｅcord＞＜rｅc-nｕmbｅr＞144＜／ｒeｃ—nｕmｂeｒ〉<ｒｅｆ—tyｐenａme＝＂ＪouｒnａlArtiｃle”〉１7〈/ref-tｙpe＞〈conｔｒibｕtoｒs><auｔhors＞〈ａuｔhor>Yｕ，J。C</aｕthｏr>〈autｈor〉Li，G.Ｓ〈/author＞〈authoｒ＞W(wǎng)ａnｇ,X。C</autｈoｒ〉＜/ａuthors＞</conｔｒibutoｒs＞＜titｌes＞＜ｓｅｃonｄarｙ-title>Ｃhｅm.Ｃｏmｍun。<／ｓeｃｏndary-tｉtｌe〉</titｌes＞<ｐeｒiodical〉＜fulｌ-ｔitle>Chem．Commuｎ。<／ｆuｌl－tｉtlｅ>〈/peｒｉoｄical〉<pageｓ〉27１７-2719〈/paｇes〉<datｅs><yeaｒ〉2006</yeａr></dateｓ〉＜urls>〈/uｒｌs>〈/recｏrｄ〉〈／Cｉte〉〈/EndＮｏｔｅ＞[9]以甲基藍(lán)降解為模型反應(yīng),討論了Cｒ摻雜介孔TiＯ２(Ｃr—ＴiO２)的可見光催化性能，與TｉＯ2相比,Cr-ＴｉO2的光催化效果更好。Zhｕ等ADDINEＮ。ＣITE<ＥｎdNoｔe>〈Ｃitｅ＞〈Autｈor〉Ｚhu〈/Autｈoｒ＞<Yeaｒ＞200７〈/Yｅaｒ＞<ＲecNｕm>14５〈/ReｃNum〉〈record＞＜reｃ－ｎｕmbｅｒ＞１４5<／rｅc—ｎuｍber〉〈ｒｅf－typｅｎaｍe=”JoｕｒnaｌAｒtiｃle"〉17<／ｒef—ｔyｐe>＜contｒibuｔorｓ>〈authｏrｓ>＜authｏｒ〉Zｈu,J〈/aｕthoｒ>＜authoｒ〉Ren,J<／aｕthor><autｈｏr＞Li，H.X〈/autｈor></ａuｔｈorｓ>＜/contｒibutors〉<ｔitlｅs><secｏｎdary-title＞J．Ｐｈys.Cheｍ。C＜/seｃonｄary－ｔitｌｅ〉＜／tｉｔles＞<peｒiｏdical〉〈fｕｌｌ—titｌｅ>Ｊ．Phys。Cheｍ。C</full-tｉtle〉〈/peｒioｄｉｃal〉〈pａges＞1８９６5-189６９〈/pａｇｅs〉〈vｏlｕme＞111＜/voｌume＞＜datｅs>＜yeａｒ〉20０７〈/ｙear＞<／dates><uｒls＞</urｌｓ＞〈/ｒecord><／Cｉtｅ〉〈／ＥｎｄNoｔe>[1０］用非水解溶膠-凝膠法制備出了Fe摻雜介孔TiＯ2(Ｆe—TiO2）的可見光催化劑，甲基藍(lán)降解實(shí)驗(yàn)表明用非水解溶膠—凝膠法制備的Fe-ＴiO2的可見光催化效果比沒有摻雜的TiO2要好,同時(shí)也比用傳統(tǒng)溶膠－凝膠法制備的Fe-ＴｉＯ２要好。周藝等［11]用負(fù)載法和共沉淀法制備了摻雜不同稀土(Ｐr、Lａ、Ｈo、Gd、Nd）的ＴiO２，并進(jìn)行了自然光催化降解甲基橙的實(shí)驗(yàn)，討論結(jié)果表明,與純ＴiO2相比，只有摻雜Gd樣品的催化活性有明顯提高,摻Pr、Ｇd、Ｎd樣品的催化活性提高不大，而摻La樣品的催化活性反而下降?？梢?摻雜TiＯ２催化活性與稀土的性質(zhì)、摻雜方式及摻雜量等有關(guān)。Wａng等[１２］在復(fù)合體系TiＯ２／SｉO２中摻雜Cr6+、Ｃo３＋后，可見光響應(yīng)增強(qiáng)，使得甲基橙的降解率大大提高，也使得乙醛在可見光催化下被徹底礦化。Ｘie等［13]使用化學(xué)共沉淀－膠溶-水熱法制備出了Ｃｅ４+改性的TiO２(Cｅ4+—TiO2）.染料X-3B的降解實(shí)驗(yàn)表明其光催化性能顯著提高。Su等[14]使用超聲法制備出了Pr（ＮO3）3－TｉO2可見光催化劑，羅丹明和4-氯苯酚降解實(shí)驗(yàn)表明其有很好的可見光催化性能。很多討論結(jié)果都表明,雙金屬共摻雜ＴiＯ2的光催化性能高于單一金屬的摻雜。這是由于，摻入的一種金屬離子充當(dāng)光生電子或者空穴的捕獲陷阱,而另一種金屬離子相當(dāng)于引入雜質(zhì)能級,轉(zhuǎn)變其能級結(jié)構(gòu)，擴(kuò)展TｉO２的光響應(yīng)范圍,兩種金屬離子協(xié)同作用使得樣品的光催化性能提高。閏俊萍等［１５］采納共沉淀法制備了Cr、Sｂ共摻的TｉＯ2光催化劑，并以甲基橙為目標(biāo)污染物討論了其光催化性能。討論結(jié)果表明，Cr、Ｓb的共摻雜使光催化劑的光響應(yīng)范圍延長至了可見光區(qū)。沈佳淵［16]分別以浸漬法、溶膠一凝膠法和共沉淀法制備得到了Zn、Ｎd雙元素?fù)诫s的納米ＴiＯ2光催化劑，并考察了它們在可見光下降解亞甲基藍(lán)的光催化性能。結(jié)果表明，該共摻雜光催化劑在可見光下有很高的光催化性能,不僅明顯高于純TiＯ2，并且比單摻Ｚn或單摻Nd的TiO2的催化活性也有肯定程度的提高。但有些實(shí)驗(yàn)表明部分金屬共摻雜時(shí)卻比單一金屬摻雜時(shí)的催化活性低。劉崎等［17］采納溶膠一凝膠法制備了Fｅ、Sn雙元素共摻雜的納米Ti０2材料,并以甲基橙的降解來考察其光催化性能。結(jié)果表明，在Fe、Sn共摻雜Ti02的光催化活性的比單摻Fｅ的TｉO2的光催化活性差。他們認(rèn)為：由于Sｎ金屬離子的半徑比Ti大,Sｎ很難進(jìn)入TｉO2的晶格,不能產(chǎn)生缺陷來抑制光生電子空穴對的復(fù)合,所以光催化效率也降低.Figｕeras等［1８］通過用鈦酸四丙酯為鈦源的金屬有機(jī)氣相沉積的方法，制備出了有可見光響應(yīng)的自摻雜的TiO2薄膜,它能在可見光的照耀下有效地降解一般ＴiO２所不能降解的亞甲基藍(lán)和水楊酸，并且它的光催化活性隨著制備的膜的表面的粗糙度的增加而增強(qiáng).但是該催化劑是存在大量的氧晶格缺陷的不完整晶體，這樣的缺陷可能會影響到光催化劑的穩(wěn)定性。張華等［19]以AgＮO3,LｉI—3H２0和Ti(OBu)4為原料通過液相沉淀的方法制備了納米AｇI/TiO2復(fù)合光催化劑,該催化劑對結(jié)晶紫具有良好的降解效果.由于AgI/TiＯ２復(fù)合光催化劑內(nèi)部Agl,Aｇ,I２和TiO２之間的協(xié)同效應(yīng)使得在可見光區(qū)域有強(qiáng)汲取和低的光生電子—空穴復(fù)合率，從而具有高效的可見光光催化活性。三、非金屬摻雜非金屬摻雜一般是在TiO2中引入晶格氧空位,或部分氧空位被非金屬元素取代,使TiO２的禁帶變窄，從而拓寬光的響應(yīng)范圍.早在1９86年Satｏ等[20］就報(bào)道了TiCｌ4在ＮH４OH存在的情況下水解制備得到了TiO2具有可見光活性,但他認(rèn)為這是由于TiO2禁帶中存在的ＮＯx雜質(zhì)能級的緣由，該討論沒有引起廣泛的關(guān)注。非金屬摻雜TiＯ２的討論真正始于２001年Ａｓahi[２１]在Sｃience發(fā)表的氮摻雜的報(bào)道。Asahi的工作提出了摻雜應(yīng)該達(dá)到的設(shè)計(jì)目標(biāo),并通過理論計(jì)算了F、Ｎ、C、Ｓ、P等非金屬元素?fù)诫s，替代氧的氮以及間隙氧等不同形式摻雜后引起的能帶結(jié)構(gòu)變化，從實(shí)驗(yàn)和理論角度全面地分析了非金屬摻雜的可行性和優(yōu)越性。由此，非金屬元素?fù)诫s改性TｉO2飛快成為討論的焦點(diǎn).Buｒdａ等［２2]利用直接氨化法制備了N元素?fù)诫s的TiO2光催化劑,催化劑紫外圖譜中的汲取邊延長至了可見區(qū)，并且可見光下對亞甲基藍(lán)具有很好降解能力.Uｍｅｂaｙａshi等［２3]采納了氧化加熱TiS2的方法制備S摻雜的TiＯ2，Ｓ的摻雜使TiO2的汲取邊界向可見光區(qū)域移動,并在波長大于4２0nm光源下對亞甲基藍(lán)降解,發(fā)現(xiàn)在UV光下的活性與純TｉＯ2相同，在可見光下活性卻提高很多。Ｃ元素的摻雜也能使TiO2對光的汲取擴(kuò)展至可見光區(qū)。Khaｎ等[2４］通過加熱氧化ＴｉＣ粉末的方法制備了C摻雜的銳欽礦型TiO2粉末,汲取光譜表明，該催化劑的汲取邊發(fā)生了明顯的紅移。目前普遍認(rèn)為,非金屬摻雜TiO２的可見光響應(yīng)機(jī)理是通過非金屬摻雜(N、Ｓ、C、B)后轉(zhuǎn)變了TiＯ2相應(yīng)的能級結(jié)構(gòu)，即形成了新的摻雜能級，由于Ｏ的２p軌道和非金屬中能級與其能量接近的ｐ軌道雜化后，價(jià)帶寬化上移，禁帶寬度相應(yīng)減小，非金屬離子摻雜形成的摻雜能級在靠近TiＯ２價(jià)帶的位置.摻雜能級可以接受ＴｉＯ２價(jià)帶上的激發(fā)電子,或者汲取光子使電子躍遷到TｉO２的導(dǎo)帶上。由于摻雜能級處于禁帶之中,也能汲取長波光子,擴(kuò)展TiO2汲取光譜的范圍，從而汲取可見光,光生載流子而發(fā)生氧化還原反應(yīng).很多討論表明,雙非金屬元素的共摻雜一般都表現(xiàn)為在可見光區(qū)有很好響應(yīng).V.Gｏmbaｃ等[２5］采納溶膠凝膠法制備了Ｂ和N共摻雜的ＴiＯ2粉末，討論表明,該共摻雜粉末的汲取光譜比純銳鈦礦、金紅石都藍(lán)移了0．1-０．2ｅV,并在可見光下對甲基橙有很好的降解作用。Liu等[2６]用水熱法制備了Ｓ元素?fù)诫s的ＴiＯ2，然后在氨氣氛中焙燒，得到Ｓ和N共摻雜的TｉO2，并以亞甲基藍(lán)為目標(biāo)降解物在可見光下檢測了樣品的光催化活性，結(jié)果表明，比單摻S或Ｎ的活性都提高了很多。Ｏhno等［27]制備了C和Ｓ共摻雜的TiO2，討論發(fā)現(xiàn)，Ｃ和S進(jìn)入到TｉO２晶格中，使得TｉＯ2的汲取帶邊發(fā)生了較大的紅移，在可見光下降解二甲基嘧啶和亞甲基藍(lán)，樣品表現(xiàn)出了很高的光催化活性。已有討論表明，金屬和非金屬共摻雜時(shí),摻入的金屬離子可以擴(kuò)展TiO2的光響應(yīng)范圍，而摻入的非金屬元素則抑制光生載流子的復(fù)合,二者的協(xié)同作用，可以制備出高催化性能的催化劑。李紅等［2８］采納溶膠一凝膠法制備了V、Ｓi共摻TｉＯ2,并以甲基橙溶液為目標(biāo)降解物，考察共摻雜TiO2的光催化活性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，V、Si共摻后樣品的催化性能比單摻Si樣品和和單V摻雜樣品的催化性能都有所提高。他們認(rèn)為：V離子摻入后替代了TiＯ2晶格中的部分Tｉ原子，形成了Til－xVxＯ2.同時(shí)轉(zhuǎn)變了半導(dǎo)體的能級，減小了其禁帶寬度，增強(qiáng)了對可見光的汲取。Si的入使TiＯ２增加了OH·和·O2基團(tuán),充當(dāng)了電子和空穴的捕獲阱，降低了電子與空穴的復(fù)合率,提高了ＴiＯ2的光催化性能。Ｌｉu等［２９］采納原位水熱法制備了S、La兩種元素共摻雜的二氧化欽光催化劑,該催化劑可見光下有比較強(qiáng)的汲取，在可見光下降解亞甲基藍(lán)能力也很強(qiáng)，降解率達(dá)9８.４%。李越湘等［30］采納溶膠－凝膠-浸漬法制備了Eu3+、Ｓｉ4+共摻雜TiO２光催化劑,并以甲基橙溶液為目標(biāo)降解物,考察其在可見光下的光催化性能.實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，兩種元素共同摻雜后,催化劑的降解能力比未摻雜TiO2的活性高了很多。與單摻雜Ｅｕ3＋、或單摻雜Sｉ4+相比活性也有提高。他們認(rèn)為由于二者之間的相互作用提高了樣品的光催化活性。由于Eu3+的摻入能夠促進(jìn)Si4+進(jìn)入TiＯ2的晶格中，同時(shí)處在表面的Eｕ3＋充當(dāng)了光生電子的捕獲阱。光敏化染料敏化一般涉及３個(gè)基本過程［31］：染料吸附到半導(dǎo)體表面；吸附態(tài)染料分子汲取光子被激發(fā)；激發(fā)態(tài)染料分子將電子注人到半導(dǎo)體的導(dǎo)帶上。因此，要制得有效的敏化要滿意２個(gè)條件：染料容易吸附在半導(dǎo)體的表面及染料激發(fā)態(tài)（通常是單線態(tài))的能級于半導(dǎo)體的導(dǎo)帶能級相匹配.另外還要求染料的激發(fā)態(tài)壽命足夠長,使之有充分的時(shí)間完成電子注入。１99１年,瑞士科學(xué)家Griｉtｚeｌ[32］在染料敏化納晶二氧化鈦太陽能電池討論領(lǐng)域取得突破，電池光電轉(zhuǎn)換效率可達(dá)７。１％，這給了正在尋找拓展TiO2光譜響應(yīng)的人們一個(gè)重要的啟示,它為利用可見光處理（含染料廢水供應(yīng)了一種新的可能的途徑。這方面國內(nèi)外的討論人員作了大量細(xì)致的工作[33－3７]，取得了在可見光激發(fā)下染料污染物降解的重要進(jìn)展。常用的光敏劑有釘吡啶類絡(luò)合物、赤鮮紅Ｂ、硫繭、曙紅、葉綠酸、酞菩、紫菜堿、玫瑰紅、熒光素衍生物等。相比較而言，釘吡啶類絡(luò)合物等金屬基光敏化劑的敏化效率高、穩(wěn)定性好，討論的較多[19]。討論發(fā)現(xiàn)，在TｉO2催化劑存在下,四碘熒光素、羅丹明Ｂ、酸性桃紅Ｂ、曙紅、孔雀綠、酸性橙、乙基橙、虎紅、結(jié)晶紫、品紅、茜素紅、方酸箐、堿性藍(lán)、重氮染料、酚藏花紅、活性艷紅X－3B?；钚约t1９8和橙Ⅱ等染料都可以發(fā)生有效的光敏化降解[38].光降解的產(chǎn)物是一些有機(jī)小分子如二乙胺、Ｎ－乙基乙酰胺、N—乙基甲酰胺、N,N－二乙基乙酰胺、N，Ｎ-二乙基乙酰胺和甲酸等。茜素紅的主要降解產(chǎn)物是苯甲酸。但是對于亞甲基藍(lán)和噻嗪染料，TiO２光催化敏化降解方法無法將其礦化。對一些含N－烷基胺基團(tuán)的染料,如羅丹明Ｂ、酸性桃紅B和結(jié)晶紫,它們存在兩種典型的降解途徑：脫去N—烷基或染料發(fā)色團(tuán)直接開環(huán)。這兩種相對的傾向性取決于表面修飾的類型。例如，酸性桃紅SＲＢ在為修飾的TiO２表面主要以直接開環(huán)為主;而在陰離子表面活性劑（DBＳ)存在時(shí),染料首先是通過脫Ｎ-乙基的方式降解。最近的討論表明［３9]，F(xiàn)修飾TiＯ2（Ｆ-TｉＯ２)可以轉(zhuǎn)變?nèi)玖戏肿游侥Ｐ秃徒到馔緩健Ｔ冢詉O2體系中，羅丹明B通過羧基吸附在TｉO２表面，以直接礦化為主;在F－ＴiO2體系中，通過N－烷基胺端吸附，染料發(fā)生快速脫乙基反應(yīng)直至礦化。王齊[40］等采納一步水解法制備了無定形ＴｉO２(Aｍ－TiＯ２)，結(jié)果表明Am—TｉO２具有大的比表面積和豐富的表面羥基/化學(xué)吸附的水，與晶態(tài)TｉＯ2相比,Aｍ—ＴiＯ２的汲取邊帶明顯藍(lán)移(41１nm至378ｎm），禁帶寬度增加，可見光照耀下Aｍ－TiＯ2樣品能快速敏化降解羅丹明B，且羅丹明B降解以脫N—乙基和染料發(fā)色團(tuán)開環(huán)同時(shí)進(jìn)行,Am—TiO２催化劑重復(fù)使用性能良好,重復(fù)使用4次后,羅丹明B的降解速率沒有明顯變化。染料光敏化方法還存在以下的問題:一是大部分光敏化催化劑體系中敏化劑是吸光物質(zhì)，反應(yīng)活性位仍由半導(dǎo)體來供應(yīng)影響光催化效能的提升，格外是應(yīng)用于有機(jī)污染物處理時(shí)，需要考慮有機(jī)污染物分子與敏化劑的競爭吸附問題；二是由于光敏化劑在半導(dǎo)體材料表面存在吸附－脫附平衡，或能夠發(fā)生不行逆反應(yīng)，光敏化劑易從催化劑表面流失,并且自身也可能發(fā)生光降解.此外,染料敏化后的光穩(wěn)定性還有待于進(jìn)一步的提高。展望由于ＴｉO2可見光催化劑潛在的應(yīng)用前景,人們對它進(jìn)行了廣泛的討論，并取得了肯定的進(jìn)展。采納金屬離子摻雜、非金屬元素?fù)诫s染料光敏化等制備的TｉO２都能在可見光區(qū)域內(nèi)具有較好的響應(yīng)，表現(xiàn)出可見光催化活性,提升了TiO2光催化技術(shù)的討論價(jià)值和使用前景。目前,TiO2光催化面臨的主要逆境是當(dāng)污染物濃度和增加時(shí),降解速率慢,光效率低，反應(yīng)過程不行猜測。半導(dǎo)體光催化產(chǎn)生的羥基自由基等活性氧物種和價(jià)帶空穴在有機(jī)物降解過程中的作用及其簡略機(jī)理還不清楚.今后,尚有很多亟待討論和解決的問題，主要包括：開發(fā)新的高效可見光響應(yīng)的催化劑，提高太陽光的利用率,闡明光催化劑性質(zhì)的構(gòu)效關(guān)系,提高光催化劑的穩(wěn)定性，建立污染物的TiO2光催化降解模型等[４１]。此外，在應(yīng)用討論方面，目前尚處于實(shí)驗(yàn)室討論階段,TｉＯ2的制備條件與大規(guī)模工業(yè)化生產(chǎn)還存在肯定的距離,要完全投入到實(shí)際應(yīng)用中還需要做更深化的討論工作.參考文獻(xiàn)［1］徐守斌,江龍等.化工進(jìn)展，2０09,2８:428．［2］ＦuｈiｓhimaA，hondａK.Nature，197２，２38，(35８）：３7－３8.[3］CａreyJＨ，ＬawｒenceＪ，etal.Enviroｎ．Contam.Toxicａｌ，1９７６，16：６97-7０1．[4］葉常明，王春霞等，21世紀(jì)的環(huán)境化學(xué)，科學(xué)出版社,2０04.[5］王岳俊,TiO2光催化劑的改性及其降解染料的基礎(chǔ)討論[D]。中南高校，200７．[６］戴樹桂，環(huán)境化學(xué)進(jìn)展，化學(xué)工業(yè)出版社,20０5.［7］ＨeｐｅｍmａOA,ｅtａl。ＪApplｉｅｄCaｔaｌｙｓiｓ，１９90，62（１)，1．[８]CｈoiＷY，ＴerminA，eｔaｌ.JPｈysChｅｍ,19９4,9８（51）：1３66９-13６７9.[9］Ｊ．C.Yu，Ｇ。Ｓ．Ｌi，X.C.Ｗang，Cｈem。Ｃｏｍmun。２006,２717—２719.[10]J。Ｚhu，J．Ren，Ｈ。Ｘ。Li,J．Ｐhys．Ｃｈｅm.C．２０07，１１１：１８９６5—1８9６９。［11]周藝，徐協(xié)文等，中南工業(yè)高校學(xué)報(bào),200２,33(4）：３７１.［12]ＷａnｇJ，UmaＳmeｔａl.J。AｐplCａt(yī)ａlysiｓB:Env，２００４，4８（２):151。[1３]Y。B．Xie，C.Ｗ。Yuan,Appｌ。Cａｔal.B。２0０3，46：２５1－259。［14]Ｗ．Y.Ｓｕ，J.X．Chｅn,X．Ｚ。Fｕ，Ａpｐl.Cａｔal。B，200８，77:２6４-２71.［１５]閏俊萍,唐子龍等，稀有金屬材料與工程，2０05,３4（3)，42９.[16]沈佳淵，湖州師范學(xué)院學(xué)報(bào),２003，25(６),6７．［１7］劉崎，陳曉青等,河南化工，20０4，(2），8。[18]ＡｋiS，AbｒahａmＭ，InｄＥngChｅmReｓ，1999，３8：３５８－367．[19］張華，可見光響應(yīng)TiO２復(fù)合光催化劑的制備及光催化性能討論［Ｄ］，武漢理工高校，200８.[20］SatoS．ChｅｍPｈｙｓLett,１9８6,(123）：１２6-１35。[2１]AsahiR，MorｉkawaT，ｅｔａl．Scieneｅ,20０１，293（１3)：269－273.[22］ＢurdaC，LoｕY，eｔal.Ｎａｎo