氮气低温等离子体辅助制备N-TiO2及其光催化活性

来源：精细化工杂志2020年第4期北京时间：

作者：赵文霞

摘要：以钛酸丁酯为钛源，以尿素为氮源，采用溶胶-凝胶法制得N-TiO2中间体。分别经过“N2氛围煅烧”、“ N2等离子体处理+ N2氛围煅烧”和“N2氛围煅烧+ N2等离子体处理”3种处理方式制得N-TiO2光催化剂，分别记作N-TiO2(C)、N-TiO2(LTP+C)和N-TiO2(C+LTP)。借助XRD、TEM、EDS、UV-vis DRS和XPS表征手段，以甲基橙（MO）溶液为目标污染物，考察了N-TiO2的可见光催化性能。结果表明，经过N2等离子体处理的N-TiO2比单纯煅烧的N-TiO2晶粒尺寸更小，对可见光的响应性更强，且N的掺入量更高。可见光照射240 min内，3种N-TiO2对MO的光降解性能由高到低依次为N-TiO2(LTP+C)> N-TiO2(C+LTP)> N-TiO2(C)，其中N-TiO2(LTP+C)的最大降解率为90%。3种N-TiO2对MO的光降解性能均符合假一级动力学方程，且N-TiO2(LTP+C)和N-TiO2(C+LTP)的表观速率常数分别是N-TiO2(C)的4.5倍和1.9倍。研究得出，在N-TiO2的制备过程中引入N2等离子体处理工序，有利于改善N元素的表面分散性，增加N元素的掺入量，能提升N-TiO2可见光催化活性，且“N2等离子体处理+N2氛围煅烧”处理方式最佳。

关键词：TiO2;氮掺杂;N2等离子体;制备;可见光;光催化活性

基金资助：国家重点研发计划重点专项