.1288. 北京科技大学学报 第30卷 仅含有N元素，且N是以形成TiN化学键的形式 Ti02P25作光催化剂也对活性艳红X-3B有明显的 进入了Ti02的晶格. 降解作用，降解率近80%.其原因是活性艳红X-3B 40 400eV 是一种染料类物质，其最大吸收波长处约535nm, B-N 吸附于T02表面的活性艳红X-3B分子可吸收 3.8- 420nm的可见光形成激发态，激发态的染料分子向 3.6 T02光催化剂的导带注入一电子生成正碳自由基， 3.4 导带中的电子又与溶解氧生成02，从而经一系列 WMWM 3.2 的复杂反应转化为羟基自由基等活性物种，使活性 3.0 艳红X-3B获得降解].由此可见，若仅根据活性 410 405 400 395 艳红X-3B、亚甲基蓝或碱性藏花红等染料类有机物 结合能eV 的可见光催化降解实验，就证明Ti02在掺氨后具有 图2N/Ti02的N1sXPS谱图 可见光催化活性是不科学的 Fig.2 XPS spectra of NIs for N-doped Tio2 100 光吸收性能结果（图3）表明，与Ti02P25相比 80 较，虽然N/TiO2在紫外区光吸收性能稍差，但在可 见光区吸光性能明显比Ti02P25要好，说明在少量 60 O-N/TiO, N取代0进入TiO2的晶格后拓宽了TiOz的光吸 量Ti02-P25 40 收范围 20 2.0 10 20 30405060 1.5 --…·-N/Ii02 -Ti0-P25 t/min 安1.0 图4N/Ti02紫外光催化降解活性艳红X-3B Fig.4 X-3B degradation by N/TiOz photocatalysis under UV irradi- 0.5 ation 100 200 300 400 500 600 波长nm -N/TiO, 量Ti02-P25 图3N/TiO2的UV-Vis吸收谱图 860 Fig-3 UV-Vis absorption spectra of N-doped TiO2 2.2光催化实验 图4表明，N/Ti02在主峰254nm的紫外灯激 20 发下对活性艳红X-3B有明显的降解作用，但较 60120180240300360420 Ti02P25催化活性低.这是由于掺杂N的引入虽 tmin 拓宽了TiO2的光吸收范围，但也可能同时成为电 图5N/Ti02可见光催化降解活性艳红X-3B 子一空穴对的复合中心，从而引起催化活性降低8]， Fig.5 X-3B degradation by N/TiO2 photocatalysis under visible 另外，由于本研究所制备的N/TiO2样品仅属锐钛 light irradiation 矿晶型，Ti02P25则是锐钛矿与金红石的混合晶 型，而这有助于提高紫外光催化活性4]. 再以2,4-DCP为模型污染物进行N/TiO2的可 图5表示N/TiO2可见光催化降解活性艳红 见光催化实验，结果如图6所示，表明N/Ti02在主 X-3邵的实验结果，表明N/Ti02在主峰420nm的荧 峰420nm的荧光灯作用下，经180min时间对2,4- 光灯激发下对活性艳红X-3部有明显的降解作用， DCP的降解率近60%，而Ti02P25则不到20%. 反应7h后降解率超过80%：然而同条件下以 2,4-DCP仅对波长小于300nm的紫外线有吸收作仅含有 N 元素‚且 N 是以形成 T-i N 化学键的形式 进入了 TiO2 的晶格． 图2 N／TiO2 的 N1s XPS 谱图 Fig．2 XPS spectra of N1s for N-doped TiO2 光吸收性能结果（图3）表明‚与 TiO2-P25相比 较‚虽然 N／TiO2 在紫外区光吸收性能稍差‚但在可 见光区吸光性能明显比 TiO2-P25要好‚说明在少量 N 取代 O 进入 TiO2 的晶格后拓宽了 TiO2 的光吸 收范围． 图3 N／TiO2 的 UV-Vis 吸收谱图 Fig．3 UV-Vis absorption spectra of N-doped TiO2 2∙2 光催化实验 图4表明‚N／TiO2 在主峰254nm 的紫外灯激 发下对活性艳红 X-3B 有明显的降解作用‚但较 TiO2-P25催化活性低．这是由于掺杂 N 的引入虽 拓宽了 TiO2 的光吸收范围‚但也可能同时成为电 子－空穴对的复合中心‚从而引起催化活性降低［8］． 另外‚由于本研究所制备的 N／TiO2 样品仅属锐钛 矿晶型‚TiO2-P25则是锐钛矿与金红石的混合晶 型‚而这有助于提高紫外光催化活性［14］． 图5表示 N／TiO2 可见光催化降解活性艳红 X-3B的实验结果．表明 N／TiO2 在主峰420nm 的荧 光灯激发下对活性艳红 X-3B 有明显的降解作用‚ 反应 7h 后降解率超过 80％；然而同条件下以 TiO2-P25作光催化剂也对活性艳红 X-3B 有明显的 降解作用‚降解率近80％．其原因是活性艳红 X-3B 是一种染料类物质‚其最大吸收波长处约535nm‚ 吸附于 TiO2 表面的活性艳红 X-3B 分子可吸收 420nm的可见光形成激发态‚激发态的染料分子向 TiO2 光催化剂的导带注入一电子生成正碳自由基‚ 导带中的电子又与溶解氧生成 O － 2 ‚从而经一系列 的复杂反应转化为羟基自由基等活性物种‚使活性 艳红 X-3B 获得降解［15］．由此可见‚若仅根据活性 艳红 X-3B、亚甲基蓝或碱性藏花红等染料类有机物 的可见光催化降解实验‚就证明 TiO2 在掺氮后具有 可见光催化活性是不科学的． 图4 N／TiO2 紫外光催化降解活性艳红 X-3B Fig．4 X-3B degradation by N／TiO2photocatalysis under UV irradi￾ation 图5 N／TiO2 可见光催化降解活性艳红 X-3B Fig．5 X-3B degradation by N／TiO2 photocatalysis under visible light irradiation 再以2‚4-DCP 为模型污染物进行 N／TiO2 的可 见光催化实验‚结果如图6所示．表明 N／TiO2 在主 峰420nm 的荧光灯作用下‚经180min 时间对2‚4- DCP 的降解率近60％‚而 TiO2-P25则不到20％． 2‚4-DCP 仅对波长小于300nm 的紫外线有吸收作 ·1288· 北 京 科 技 大 学 学 报 第30卷