S掺杂纳米TiO2的可见光响应机制

以硫脲为S的源物质,以钛酸丁酯为TiO2的前驱体,采用溶胶-凝胶法制备S-TiO2光催化剂。利用XRD,XPS和FTIR等技术分析S掺杂对TiO2晶格结构的影响,并探讨元素S在TiO2晶格中的化学状态以及所形成的化学键的类型。结果表明:掺杂的S以S4+进入TiO2晶格中取代部分Ti4+,形成Ti1-xSxO2催化剂;S4+在TiO2的价带上形成1个电子占据能级,价带上的电子占据能级的价带顶位主要由S3p态构成,同时S3p也有助于形成1个由Ti3d和O2p态构成的导带,S3p态与价带的交叉使价带变宽,导致能带变窄,从而改善TiO2的光谱响应,使吸收边缘扩展到可见光的区域。对亚甲基蓝的光降解实验结果证实硫掺杂明显提高了光催化活性。