可利用可见光的多元共掺杂介孔二氧化钛光催化剂的制备、表征及其光催化机理研究

首先利用微乳液法、溶胶-凝胶法和水热法等多种化学合成方法制备过渡金属和非金属N共掺杂的纳米二氧化钛粒子，然后利用表面活性剂把纳米二氧化钛粒子组装成介孔结构，避免了高温转晶过程，使其既具有高光催化活性、又可以利用可见光。运用多种现代光谱技术对所制备的多元共掺杂介孔二氧化钛光催化剂进行结构表征，测试它们的表面光物理化学性能；分别在紫外光和可见光照射下，降解环境污染物，考察其光催化活性。利用p－n秒级发光测定，时间分辩ESR，瞬态吸收光谱等，研究二氧化钛、掺入氮和过渡金属的结构状态，详细研究此类光催化剂的反应机理及结构-性能的关系，重点阐明二氧化钛、掺入氮和过渡金属之间的相互作用机理，特别是它们之间的协同可见光光催化效应；利用有机探针分子和量化计算法研究光催化机理及各类光催化剂的表面物化性能，阐明紫外光和可见光同时诱导的双光子光催化机理；为新型高稳定高效可见光催化剂的开发研究提供理论依据。