·464· 北京科技大学学报 2005年第4期 膜的光催化活性高，原因是铅离子可更有效地捕 铅TO,薄膜相比，光催化活性没有明显下降.这 获光电子，有利于光生电子与空穴的分离和降低 说明固定床光催化体系可以有效克服悬浮相体 还原反应（质子的还原和溶解氧的还原）的超电 系无法回收利用的不足，具有实用性， 压，从而提高了光催化剂的活性. 掺铅TO,薄膜对甲基橙溶液含铅量的影响 55 可以用石磨炉原子吸收法测得，50mL甲基橙溶 45 液中放入掺铅TiO2薄膜(2.5cm×5.0cm)光催化降 Pb-TiO, 解2h后，铅的质量分数为9.193×10~°，含量很低， 35 Ag-TiO. 没有造成污染. Bi-TiO 25 3结论 5 (1)掺杂铅离子使TiO2的粒径变小，吸收带边 0.40.60.81.01.21.41.61.82.02.2 红移，荧光峰明显增强， t/b 图4Pb-TiO,Ag-TiO,B1-TiO,与TiO,薄膜降解甲基橙的对比 (2)掺杂铅的TO2薄膜比掺银和掺铋及纯 Fig.4 Different degradation rates of methyl orange of Pb-TiO., TiO2薄膜光催化活性高，最佳培烧温度为500℃. Ag-TiO:,Bi-TiO,and TiO,films (③)用此法制备的掺铅TiO2薄膜有很好的稳 2.5Pb-Ti02薄膜的实用性 定性，可以重复利用，同时设备简单，有实用价 表1是首次使用的掺铅TO2薄膜与回收再利 值. 用的掺铅TO,薄膜在紫外光源照射下，光催化降 参考文献 解甲基橙的降解率与光照时间的关系，可以看 到，回收再利用的掺铅TO2薄膜与首次使用的掺 [1]Ollis D F,Pelizzetie,Serpone.Photocatalyzed destruction of wat er contam inants.Environ Sci Technol,1991,25:1522 [2]Tadashi M,Ryozo T,Toshiaki N,et al.Photoelectroche mical 表1Pb-TiO薄膜与回收Pb-TO,薄膜在不同时间()下的光 sterilization of microbial cells by semiconcuctor powders. 催化降解率(%) FEMS Microbiol Lett,1985,29:211 Table I Degradation rates of Pb-TiO:film and recycled Pb-TiO [3]Linsebigler AL LuGQ,Yates JTJr.Photocatalysis on TiO,sur- film in different times face:prineiples,mechanisms,and selected results.Chem Rev. 光催化降解率% 1995,95:735 光照时间h Pb-TiO,薄膜回收Pb-TiO,薄膜 [4]水森，岳林海，徐铸得，稀士铜擒杂二氧化钛的光催化特 0.5 14.9 13.6 性.物理化学学报，2000,16(5：1369 []王艳芹，张莉，程虎民，等.揭杂过渡金属离子的TO2复合 1.0 30.1 28.8 纳米粒子光催化剂一罗丹明B的光催化降解.高等学校 1.5 38.8 37.3 化学学报，2000,21(6)：958 2.0 50.6 49.2 [6]张立德，牟季美.纳米材料和纳米结构.北京：科学出版社， 2000.235 Synthesis and photocatalytic capability of Pb-TiO2 film YANG Ruiting,LI Wenjun,WANG Mingwen,FANG Chunying Applied Science School,University of Science and Technology of Beijing,Beijing 100083,China ABSTRACT A TiO catalyst doped by Pb"was prepared by the sol-gel method and characterized by DRS and FS.The experimental results showed that Pb"strengthened the TiO:fluorescence apex,the absorbance band edge moved in the red direction,and the absorbance strengthened obviously both in the UV range and in the visible range. Compared with Ag-TiOz,Bi-TiO,and TiO:films,the Pb2-doped TiO,thin film has the highest photocatalytic activ- ity by studying the degradation of methyl orange under UV-ray,which is an effective way to increase the photocat- alytic activity. KEY WORDS lead;TiO thin film;photocatalysis一 4 64 - 北 京 科 技 大 学 学 报 2 0 5 年 第 4 期 膜 的光 催化 活性 高 , 原 因 是铅 离子 可更 有效地 捕 获 光 电子 , 有利 于光 生 电子与 空穴 的分 离和 降低 还 原 反应 (质 子 的还 原和 溶解 氧 的还 原 ) 的超 电 压 , 从 而提 高 了光 催化 剂 的活 性 , 纽公 . _ { 铅 TI O Z 薄膜 相 比 , 光 催化 活性 没 有 明显 下 降 . 这 说 明 固定 床 光催 化 体 系 可 以有 效 克服 悬 浮相 体 系无 法 回收 利用 的 不足 , 具有 实用 性 . 掺 铅 IT O Z 薄膜 对 甲 基橙 溶 液含 铅 量 的影 响 可 以用 石 磨炉 原 子吸 收法 测得 , 50 m L 甲基 橙 溶 液 中放入 掺铅 IT O Z 薄膜 .(2 5 c m 巧 . 0 c m ) 光催化 降 解 Z h 后 , 铅 的质 量 分数 为 9 . 19 3 ` 10 ” , 含 量很 低 , 没 有造 成 污染 . 图 4 P卜T IO Z冰于 T IO : 卫卜 T IO : 与 n o : 薄膜 降解 甲 基橙 的对 比 F地.4 D 泊傀代ut d e g r ad a t i o n ar 俪 成 m et 勿l or a n妙 of P b . T i0 2, A g · T io : , B i 一 T io : a n d TOI : 川m s 参2lI][ .2 5 P b - T i o : 薄膜的 实用 性 表 l 是 首 次使用 的掺 铅 iT 0 2 薄膜 与 回收 再利 用 的掺 铅 IT O Z薄 膜在 紫 外光源 照 射下 , 光 催化 降 解 甲基橙 的 降解 率 与光 照 时 间 的关 系 . 可 以看 到 , 回收 再利用 的掺 铅 IT O Z 薄膜 与首 次使 用 的掺 3 结 论 ( l) 掺杂铅 离 子使 IT O Z 的粒径 变 小 , 吸收带边 红移 , 荧光 峰 明显增 强 . (2 )掺 杂 铅 的 IT O Z 薄 膜 比 掺 银 和 掺 秘 及 纯 iT q 薄膜 光催 化 活性 高 , 最佳 焙烧 温度 为 50 ℃ . (3 ) 用此 法 制备 的掺 铅 iT q 薄膜 有 很 好 的稳 定 性 , 可 以重 复利用 , 同时设 备 简单 , 有 实用价 值 . 考 文 献 表 I P 卜T i钱 薄膜 与回 收 p b ot T i认 薄膜 在 不 同时 间( b) 下 的光 催 化降解率 ( % ) aT b l e l 玩g r a d a it o 。 邝如 o f P b . T i认月 m a . d 碑c y cl e d P卜J i认 if l m i n d i n er 代n t 石m e , 光 照 时 间瓜 光催化 降解率从 P卜 T {O : 薄膜 回收 P -b T 10 : 薄膜 o lli s D 只 P e li Z e t ie , S e rP o n e . P h o t o e at 】y ze d d e s tru e it o n of w at - 盯 e o n at m i n a n t s . E n v ior n S e i l 沁c b . o l , 19 9 1 , 2 5 : 1 52 2 几d as hi M , yR o 加 T, l b s h i iak N , e t a l . P hot o e l e c tr o e he m i e al s et ir li乙时ion o f m i cor b ial e e ll s by s e m i e o n e uc tor P o w d e sr . F E M S M i c er 场 01 L e认 19 8 5 , 2 9 : 2 11 L i n s eb ig ler A L , L u G Q , 物t es J T J 「 hP o ot c a at 】y s i s 即 肠 q s ur - acf e : p n ” c iP ]es , m ce h an i s m s , an d s e l e e te d re s u l ts . C b细 R e v , 19 9 5 , 95 : 73 5 水森 , 岳林海 , 徐铸 得 . 稀土 悯掺杂 二 氧化 钦的 光催化特 性 . 物 理化 学学报 , 2 0 00 , 16 ( 5 ) : 13 6 9 王 艳芹 , 张莉 , 程 虎 民 , 等 . 掺 杂过 渡金 属离子 的 iT 0 2 复合 纳米 粒子光 催化剂一 罗丹 明 B 的光 催化 降解 . 高等学校 化学 学报 , 2 0 0 0 , 2 1 ( 6 ) : 9 58 张立 德 , 牟季美 . 纳米材料 和纳米 结构 . 北 京 : 科学 出版社 , 2 0 0 0 . 2 3 5 S y n th e s i s a n d Ph o t o e a t a lyt i c e ap a b i lity o f P b 一 IT O Z if lm YA N G R u it n g, IL 睦 nj u n, 环仁咬N G iM n g w en , FA N G hC u ny i n g AP P li e d s e i e nc e S c h o o l , U n ive rs ity o f s e i cen e an d 介 C hn o l o g y o f B e ij ign , B e ij 叱 10 0 0 83 , Ch ian A B S T R A C T A IT O Z e at aly s t d 0 P e d by P b 升 w as Pre P are d b y ht e 5 0 1 一 g e l m e th o d a n d e h ar a c t e ir ze d b y D R S an d F S . hT e e xP e ir m e nt a l r e s ul t s s ho we d t h a t bP Z + s tre n ght e n e d hte IT O Z flu or e s e e cn e aP e x , ht e ab s o br an e e b an d e d g e m o v e d i n ht e r e d d ier e ti o n , an d ht e ab s o br an c e s etr n g th en d o Vb i o us l y b o ht in ht e l〕V anr g e an d in ht e v i s ib l e r an g e . C o哪ar e d w iht A g · IT O Z , B i 一 iT 仪 明d iT 0 2 fl lm s , ht e bP , ` 一 d叩 e d iT o Z ht in if l m h as ht e h ihg e s t ph ot o c a at 】iyt c a e it v - i yt b y s ut d yin g het d e gr ad at ion o f m e th y l o r明 g e nU d e r UV 一 r ay , hw i e h 1 5 an e fe c ti v e w ay t o in c er as e t he Pho ot c a t - 目yt i e a e t i v iyt . K E Y W O R D S l e ad : iT 认 ht i n if lm : 汕 o t o c a t a l y s i s