Page 160 - 《精细化工》2020年第12期

·2522· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 37 卷

掺杂形成的 N—O—Ti 结构，间隙 N 的掺杂可窄化 氧或吸附水中的氧等多种结合态氧 [30] 。图 6f 为样品
[7]
禁带宽度 。图 6d 为样品的 P 2p 谱图，结合能 的 Ti 2p 谱图，结合能位于 458.7、464.1 eV 附近的
4+
4+
126.6 eV 附近的峰归属于 P—Ti 键；结合能 135.9 eV 2 个峰分别对应 TiO 2 中的 Ti 2p 1/2 和 Ti 2p 2/3 ，其中
4+
5+
5+
附近的峰归属于 P 2p 3/2，表明 P 以+5 价的氧化态形 电负性更大的 P 会取代部分 Ti 形成 P—O—Ti 结
4+
式存在，可能取代 TiO 2 晶格里的部分 Ti 形成 Ti— 构，其诱导效应将导致 O—Ti 键上的电子偏离 Ti
O—P 结构；该结构能够形成掺杂能级，降低光生电 原子，引起 Ti 2p 结合能升高。因此，459.6、465.3 eV
4+
4+
子的电势，促进光生电子-空穴分离 [29] 。图 6e 为样 处也出现了对应 Ti 2p 1/2 和 Ti 2p 2/3 的谱峰 [28] 。图
品的 O 1s 谱图，结合能 530.6 eV 附近的峰对应 TiO 2 6g 为样品的 Si 2p 谱图，结合能 103.7 eV 处的峰可
中的晶格氧；结合能 533.0 eV 附近的峰则对应羟基 归属于 SiO 2 中的 Si—O 键 [31] 。

图 6 TiO 2 -SBA-15-1%W 的 XPS 谱图：全谱图（a），C 1s（b），N 1s（c），P 2p（d），O 1s（e），Ti 2p（f）和 Si 2p（g）
Fig. 6 XPS spectra of TiO 2 -SBA-15-1%W：full spectrum(a), C 1s(b),N 1s(c),P 2p(d), O 1s(e), Ti 2p(f), Si 2p(g)

2.1.7 UV-Vis 表征 后拓宽了 TiO 2 光响应范围，吸收强度增加 [33] 。在加
图 7 是 TiO 2 -SBA-15 及 TiO 2 -SBA-15-mW（m= 入芽孢杆菌的样品中，TiO 2 -SBA-15-0.5%W 的吸收
0.5%、1.0%、3.0%、5.0%）的 UV-Vis 光谱。由图 7 峰强度最低，说明芽孢杆菌含量小于 1%后光催化活
可知，与 TiO 2 -SBA-15 相比，TiO 2 -SBA-15-1%W 吸 性会明显下降。
收峰强度明显增加，这可能是芽孢杆菌焙烧后残留 催化剂禁带宽度可使用公式 αhv=A(hv–E g ) n/2
的碳嵌入了 TiO 2 颗粒中，起到了敏化及接受光生电 〔α 为吸收系数，L/(g·cm)；v 为光子频率，Hz；E g
子的作用 [32] ；N 间隙掺杂至 TiO 2 形成 N—O—Ti 结 为禁带宽度，eV；A 为常数；h 为普朗克常数，值为
–15
构也可窄化样品禁带宽度，提高光催化活性；同时， 4.13567×10 eV·s；n 为常数，间隙半导体 TiO 2 的 n=4〕
也可能是芽孢杆菌焙烧后残留的 P 与 TiO 2 键合后在 来估算 [34] 。通过线性外推法获得催化剂禁带宽度 [35] ，
TiO 2 晶格内引入了更多的氧元素，使 TiO 2 晶格膨胀 结果见图 8。从图 8 看出，TiO 2 -SBA-15 及 TiO 2 -SBA-