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·1184· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

4+
数，其中，a、b、c 表示晶胞的轴长。 Sn 掺杂 TiO 2 只能吸收小于 400 nm 的紫外光，在可
2+
2+
由表 1 可知，Sn 掺杂的 TiO 2 的晶胞体积比锐 见光区基本没有吸收，而 Sn 掺杂 TiO 2 的吸收光谱
2+
2+
钛矿型 TiO 2 大，这是因为 Sn （r = 112 pm） Ti 4+ 吸收边发生红移，随着掺杂量的增加，Sn 掺杂催
（r = 60.5 pm），在掺杂到 TiO 2 的过程中，造成晶胞 化剂的吸收边最大能扩大到 600 nm，能很好地响应
2+
2+
体积膨胀，并且四方体锐钛型 TiO 2 晶胞的 c/a 比金 可见光。Sn 掺杂 TiO 2 中 Sn 5s 轨道与 O 2p 轨道
2+
红石型 TiO 2 更大，Sn 在锐钛矿中的掺杂比在金红 杂化形成杂质能级，这是催化剂的吸收边扩大到可见
2+
4+
4+
石相中掺杂更加容易，这也是 Sn 可以在锐钛矿型 光区域的主要原因，在 Sn 掺杂 TiO 2 中 Sn 5s 轨道
TiO 2 中能够稳定存在的重要原因 [17-19] 。 则与 Ti 3d 轨道杂化形成新的导带，而 Run [20] 等对
4+
Sn 掺杂 TiO 2 的结构和电子特性的分析计算中发
现，这种方式的杂化并不能降低催化剂的带隙，因
此，不具备可见光响应的能力。

图 2 不同样品的紫外-可见漫反射图
Fig. 2 UV–Vis diffuse reflectance spectra of different samples

2.1.3 SEM 分析
Sn(Ⅱ)-TiO 2-20 的 SEM 测试见图 3a，TiO 2、Sn(Ⅳ)-
TiO 2 和 Sn(Ⅱ)-TiO 2 -20 的 BET 测试结果见图 3b。

图 1 不同样品 XRD（a）和 TiO 2 、Sn(Ⅳ)-TiO 2 和 Sn(Ⅱ)-
TiO 2 -20 的 XRD 对比图（b）
Fig. 1 XRD patterns of different samples (a) and XRD
comparison of TiO 2 , Sn( Ⅳ )-TiO 2 and Sn
(Ⅱ)-TiO 2 -20 (b)

表 1 TiO 2 与 Sn 掺杂 TiO 2 样品的晶胞参数
Table 1 Unit cell parameters of pure TiO 2 and Sn dopedTiO 2
samples
a/nm b/nm c/nm Volume/nm 3
TiO 2 0.3783 0.3783 0.9509 0.1361
Sn(Ⅱ)-TiO 2-10 0.3801 0.3801 0.9521 0.1376
Sn(Ⅱ)-TiO 2-20 0.3800 0.3800 0.9511 0.1373
Sn(Ⅱ)-TiO 2-30 0.3793 0.3793 0.9509 0.1368
Sn(Ⅱ)-TiO 2-40 0.3790 0.3790 0.9500 0.1365
0.3799 0.3799 0.9504 0.1372
Sn(Ⅳ)-TiO 2

2.1.2 UV-Vis 分析
2+ 4+
TiO 2 、不同 Sn 掺杂比 TiO 2 以及 Sn 掺杂 TiO 2

的 UV-Vis DRS 图和催化剂样品照片见图 2。图 2 中，
图 3 Sn(Ⅱ)-TiO 2 -20 的 SEM 照片（a）和 TiO 2 、Sn(Ⅳ)-TiO 2
2+
Sn 掺杂 TiO 2 均为黄色粉体，并且随着掺杂量的减 和 Sn(Ⅱ)-TiO 2 -20 的 BET 曲线（b）
4+
小，颜色逐渐变浅，而 Sn 掺杂 TiO 2 和 TiO 2 则为白 Fig. 3 SEM images of Sn(Ⅱ)-TiO 2 -20(a) and BET images
of TiO 2 , Sn(Ⅳ)-TiO 2 and Sn(Ⅱ)-TiO 2 -20(b)
色粉体。UV-Vis 测试结果表明，锐钛矿型 TiO 2 和