Page 35 - 《精细化工》2021年第11期

第 38 卷第 11 期 精 细 化 工 Vol.38, No.11
2021 年 11 月 FINE CHEMICALS Nov. 2021

综论
TiO 光催化剂的研究进展
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李 宁，张 伟，李贵贤，赵 鹬
（兰州理工大学 石油化工学院，甘肃 兰州 730050）

摘要：TiO 2 具有光催化效率高、稳定性好、不容易产生二次污染和成本低等特点，已广泛应用于抑菌抗癌、制备
氢气、废水处理、太阳能电池、防晒、自清洁等领域。首先，介绍了 TiO 2 光催化作用机理，探讨了晶型、粒径
和缺陷对 TiO 2 光催化活性的影响；然后，综述了近年来国内外 TiO 2 光催化剂的研究现状与进展；接着总结了
目前 TiO 2 光催化剂的改性方法；最后，阐述了 TiO 2 光催化剂改性过程中所面临的问题，对未来发展提出了建议。
关键词：二氧化钛；光催化；降解机理；应用；改性
中图分类号：O643.36；O644.1 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2021) 11-2181-09

Research progress of TiO 2 photocatalysts

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LI Ning, ZHANG Wei, LI Guixian, ZHAO Yu
（College of Petrochemical Engineering, Lanzhou University of Technology, Lanzhou 730050, Gansu, China）

Abstract: TiO 2 has been widely used in the fields of antibacterial and anticancer, preparation of hydrogen,
wastewater treatment, solar cells, sunscreen, self-cleaning and other fields due to their high photocatalytic
efficiency, good stability, not easy to produce secondary pollution and low cost. Firstly, the photocatalytic
mechanism of TiO 2 is introduced, and the effects of crystal type, particle size and defect on the
photocatalytic activity of TiO 2 are discussed. Secondly, the research status and progress of TiO 2
photocatalysts at home and abroad in recent years are reviewed. Subsequently, the modification methods
of TiO 2 photocatalysts are summarized. Finally, the problems in the modification process of TiO 2
photocatalysts are described, and some suggestions for future development are put forward.
Key words: titanium dioxide; photocatalysis; degradation mechanism; application; modification

光催化技术是解决能源短缺和环境污染问题的 为生产和生活首选能源来使用，将太阳能合理、高
[1]
最有效方法之一 。以 TiO 2 为代表的金属半导体氧 效地应用于环境治理和供给能源是环境与能源领域
化物，在光解水制氢、抗菌抑癌、废气净化、降解 十分重要的研究课题。1972 年，FUJISHIMA 等 [4]
有机污染物、表面亲水疏水性转换等方面的研究越 报道了 TiO 2 在紫外线照射下分解水生成氢气的现
来越多，应用越来越广泛 [2-3] 。作为环保型光催化剂， 象，这大大促进了光催化领域的发展。随后 TiO 2 被
这种半导体光催化材料具有光稳定性、耐化学腐蚀 认为是最具研究价值的半导体之一，研究人员在提
的特点，对绝大多数有机化合物具有非常强的吸附 高其光催化性能和制备工艺方面做了很多工作并持
[5]
和降解能力，并且价格低廉、光催化活性强、无毒 续取得了许多成果。1975 年，FRANK 等 将 TiO 2
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性。TiO 2 薄膜材料在一定的工艺条件下具有光诱导 作为 CN 氧化成 OCN 的光催化剂，开启了 TiO 2 光
超亲水性能，可以达到防雾自清洁等功能，这一特 催化材料在废水处理领域的新篇章。近年来，随着
点使 TiO 2 薄膜在玻璃幕墙、汽车的挡风玻璃以及监 现代社会的飞速发展，人类对新能源的需求持续增
视系统等领域得到了一定的应用。 长。TiO 2 光催化技术作为一种环境友好的新型多相
从古至今，太阳能一直被人类直接或间接地作 光催化技术，在环境治理、新能源和有机合成等领

收稿日期：2021-06-08; 定用日期：2021-07-26; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210582
基金项目：国家自然科学基金（21763016）；甘肃省高等学校产业支撑计划项目（2020C-06）
作者简介：李 宁（1985—），男，副教授，E-mail：lining8711253@tom.com。联系人：赵 鹬（1981—），男，副教授，E-mail：yzhao@
lut.edu.cn。