自從1972年Fujishu和Honda報(bào)道了TiO2在紫外光照射下有較好的光催化效應(yīng)以來(lái)，由于TiO2穩(wěn)定、無(wú)毒、價(jià)格低廉，容易再生和回收利用等優(yōu)點(diǎn)，在光催
化方面得到廣泛的研究。特別是在污水降解處理[2-4]和太陽(yáng)能薄膜電池材料應(yīng)用中有著巨大潛力。所以TiO2一直受到許多國(guó)內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注和研究。自然界中TiO2存在銳鈦礦(Anatase)、金紅石(Rutile)、板鈦礦(Brookite)三種晶型。板鈦礦型TiO2不夠穩(wěn)定，而銳鈦礦型TiO2比金紅石型TiO2的光催化活性要好。所以銳鈦礦相TiO2研究較多。
銳鈦礦TiO2帶隙較寬(3.23eV)，只能被波長(zhǎng)小于387nm的紫外光所激發(fā)產(chǎn)生光催化活性。而紫外光的能量?jī)H僅占太陽(yáng)光的總能量的4％，這樣使得太陽(yáng)光的利用率很低[5]。因此TiO2的應(yīng)用受到嚴(yán)重的限制和發(fā)展。目前，研究者大多數(shù)是通過(guò)過(guò)渡金屬元素[6-10]或非金屬元素?fù)诫s[11-13]，有機(jī)染料表面修飾，以及貴金屬沉積等方法使TiO2在可見(jiàn)光區(qū)（可見(jiàn)光占太陽(yáng)光的總能量的43％）實(shí)現(xiàn)光催化。其中摻雜是一種有效并且易于實(shí)現(xiàn)的方法。由于雜質(zhì)原子的引入，摻雜可能導(dǎo)致其能帶結(jié)構(gòu)發(fā)生（1）增加過(guò)渡能級(jí)（2）縮小能帶間隙兩種變化。這兩變化都能有效減少價(jià)帶中電子躍遷到導(dǎo)帶的能量，從而使它們吸收帶紅移。金屬摻雜起步比較早，研究的比較多，而非金屬摻雜研究的不是很多。通過(guò)溶膠—凝膠法、PLD沉積法、磁控濺射法等一些實(shí)驗(yàn)方法提供大量數(shù)據(jù)說(shuō)明TiO2在摻雜后其吸收光譜實(shí)現(xiàn)紅移的研究較多。而基于量子理論的第一性原理計(jì)算方法的理論分析其形成紅移現(xiàn)象的一些細(xì)節(jié)、機(jī)理研究較少。
21世紀(jì)，能源和環(huán)境已經(jīng)成為可持續(xù)發(fā)展面臨的兩大重要問(wèn)題。半導(dǎo)體
化劑由于節(jié)約能源、凈化環(huán)境等優(yōu)點(diǎn)越來(lái)越受到國(guó)內(nèi)外學(xué)者的關(guān)注和研究。
多的半導(dǎo)體光催化劑中TiO2以其無(wú)毒，超親水性，化學(xué)穩(wěn)定性好，氧化能
廉價(jià)易得而成為最理想的光催化劑。特別是TiO2在環(huán)境污染物降解處理上有
大的優(yōu)點(diǎn)。因此，TiO2在食物防霉，室內(nèi)外墻壁、玻璃防污自?xún)簦瑹煿缸詢(xún)?br>用治療等方面都有巨大的應(yīng)用前景。除此之外，TiO2還可用來(lái)作染化敏太陽(yáng)
池。納米TiO2太陽(yáng)能電池以其與固態(tài)光伏電池相媲美的高光電轉(zhuǎn)換效率，價(jià)
廉，無(wú)污染等巨大優(yōu)勢(shì)使其具有廣闊的前景和商業(yè)價(jià)值。所以研究TiO2對(duì)能
2環(huán)境問(wèn)題有著重大的科學(xué)意義和應(yīng)用價(jià)值。

標(biāo)簽：催化劑優(yōu)點(diǎn)作為