Page 79 - 《精细化工》2020年第6期

第 37 卷第 6 期 精 细 化 工 Vol.37, No.6
202 0 年 6 月 FINE CHEMICALS June 2020

功能材料
S、Yb 共掺杂 TiO 的制备及光催化性能
2

崔天伊 1,2 ，李帅宏 1,2 ，梁鹏举 1,2 ，邓臣强 1,2 ，姜建辉 1,2*

（1. 新疆兵团南疆化工资源利用工程实验室，新疆 阿拉尔 843300；2. 塔里木大学 生命科学学院，新
疆 阿拉尔 843300）

摘要：以钛酸四丁酯、硫脲、硝酸镱为原料，十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）为软模板剂，采用水热法制备了
S、Yb 共掺杂纳米二氧化钛。利用 XRD、XPS、BET、SEM-EDS、TEM、UV-Vis、PL 对样品的结构和性能进
行了表征与测试。以亚甲基蓝（MB）为模拟污染物，氙灯（500 W）为光源评价样品的光催化性能。结果表明：
TiO 2 为单一的锐钛矿相，S 和 Yb 成功地掺杂进入 TiO 2 晶格中，掺杂抑制了晶粒的生长，减小了 TiO 2 的禁带宽
度，增大了样品的比表面积，降低了光生电子与空穴对的复合率，扩大了光吸收范围；当 n(S)∶n(Yb)=2.0∶1.5
时得到的 2.0%S/1.5%Yb-TiO 2 光催化性能最佳，500 W 氙灯反应光源下对亚甲基蓝（20 mg/L）在 90 min 内的光
催化降解效率达到 97.75%。
关键词：共掺杂；S 和 Yb；水热法；TiO 2 ；光催化；功能材料
中图分类号：O644.1；X703；O643.36 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2020) 06-1145-08

Preparation and photocatalytic properties of

S andYb-codoped TiO 2 nanoparticles

1,2
1,2
1,2
1,2
CUI Tianyi , LI Shuaihong , LIANG Pengju , DENG Chenqiang , JIANG Jianhui 1,2*
（1. Engineering Laboratory of Chemical Resources Utilization in South Xinjiang of Xinjiang Production and
Construction Corps, Alar 843300, Xinjiang, China; 2. College of Life Sciences, Tarim University, Alar 843300, Xinjiang,
China）
Abstract: Sulfur (S) and ytterbium (Yb)-codoped TiO 2nanoparticles were prepared by a hydrothermal
method using tetrabutyltitanate, thiourea, and ytterbium nitrate as raw materials, cetyltrimethylammonium
bromide as soft template. The structure and properties of the prepared samples were characterized by XRD,
XPS, BET, SEM-EDS, TEM, UV-Vis, and PL. The photocatalyticproperties for methylene blue (MB)of the
samples were evaluated in a 500 W xenon lamp. The results showed that the obtained S and Yb-codoped
TiO 2 sample exhibited a single anatasestructure. S and Yb were successfully doped into the crystal lattice of
TiO 2. The doping of S and Yb inhibited the growth of grains, reduced the band gap of TiO 2, increased the
specific surface area, reduced the probability of recombination of the photogenerated electron-hole pairs,
and expand the range of light absorption. When the doped molar ratio of S to Yb was 2.0∶1.5, the obtained
catalyst, 2.0%S/1.5%Yb-TiO 2 exhibited the best degradation efficiency (97.75% in 90 min) for MB
(20 mg/L) under irradiationin a 500 W xenon lamp.
Key words: co-doping; S andYb; hydrothermal method; TiO 2; photocatalysis; functional materials

城市化和工业化的发展加剧了水质恶化，清洁 机染料。通常，传统的方法如吸附、萃取和膜分离
水资源短缺成为了全世界突出的问题。废水中最棘 等不能完全降解染料，甚至可能产生一些有毒中间
手最普遍的问题来自于纺织、印刷和食品工业的有 体，导致二次污染。鉴于此，需要更多有效和可持

收稿日期：2019-11-07; 定用日期：2020-01-19; DOI: 10.13550/j.jxhg.20191056
基金项目：国家自然科学基金（21562035）；有机无机复合材料国家重点实验室开放课题（oic-201601010）；新疆兵团南疆化工资源利
用工程实验室开放课题（CRUZD1903）
作者简介：崔天伊（1996—），男，硕士生，E-mail：1009719681@qq.com。联系人：姜建辉（1978—），男，教授，E-mail：xjjjh78@163.com。