文 献 综 述

摘要：采用沉积-沉淀法制备了Au/TiO₂催化剂，以降解氯苯反应为研究对象考察了催化剂的光催化性能。实验发现通过掺杂金属离子，表面等离子体共振可有效提高二氧化钛光催化活性，拓宽其光响应范围。

关键词：掺杂金属离子，光催化， 二氧化钛， 纳米金，氯苯

引言

负载型纳米金催化剂自20世纪90年代问世以来，以其特有的低温催化活性、催化活性随湿度增加而增加及相对其它贵金属催化剂低廉的价格等特性，备受各国学者的关注。近年来,有关金催化剂的研究和开发日益活跃，人们已经发现金催化剂在很多反应(如NO还原反应^[1,2]、富氢环境下CO优先氧化反应^[3,4]、烃类氧化反应^[5]、丙烯环氧化反应^[6]等)中都具有较理想的催化活性。

TiO₂ 具有催化活性高、化学性质稳定、抗磨损且无毒等优点，但TiO₂ 作为光催化剂存在两大甁颈问题：其一,TiO₂对可见光利用率低,因TiO₂ 禁带较宽(3.2eV) ，只能被波长较短的紫外光激发(波长lt;387nm) ，而在太阳光谱中紫外光能量仅为4%左右； 其二，TiO₂ 的光量子效率低，光生电子-空穴对容易复合。因此提高TiO₂光催化性能要从调控TiO₂禁带使其吸收光谱向可见光区扩展和降低光生电子-空穴对复合率两个方面进行。

1. 掺杂金属离子

金属离子掺杂TiO₂能提高光催化剂的催化活性，由此人们提出了多种掺杂机理模型。其中以运用半导体缺陷理论，从能带结构及载流子的传递过程等角度来阐述比较符合TiO₂掺杂光催化的本质^[7]。Choi^［8］从电子－空穴的产生、载流子的捕获、电荷的迁移、光生电子和空穴的复合、催化剂表面电荷的传递等方面研究掺杂纳米TiO₂光催化剂的掺杂机理。认为金属离子掺入TiO₂后，改变了TiO₂电子能级的结构分布。光催化机理主要步骤表示如下：

（1）电子－空穴的产生：

TiO₂＋hv→e^－ h^＋；