摘要：以紫外可见漫反射光谱（UV-VIS-DRS）和X射线光电子能谱（XPS）分析和研究了四种方法制备的N掺杂TiO2光催化剂的结构,即水解法（N/TiO2-H）、氨热还原法（N/TiO2-A）、机械化学法（N/TiO2-M）和尿素热处理法（N/TiO2-T）等.结果表明,N/TiO2-H和N/TiO2-T两种催化剂在490 nm处有吸收带边,可见光激发途径是掺杂的N以填隙方式形成的杂质能级吸收电子发生的跃迁引起的;而N/TiO2-A和N/TiO2-M两种催化剂在整个可见光区域内具有可见光吸收,其对可见光的激发途径是掺杂N和氧空缺共同作用的结果.理论计算的N杂质能级位于价带上0.75 eV,与实验观察到的吸收带边结果十分吻合.XPS结果表明,几种催化剂的N1 s结合能位置都在399 eV附近,显示为填隙掺杂的N原子.填隙掺杂的N/TiO2,其Ti原子的2p结合能与未掺杂的TiO2相比增加了＋0.3-＋0.6 eV,而O1s电子的结合能增加了＋0.2-＋0.5eV,这是因为填隙的N原子夺取Ti和O的电子,Ti和O原子周围的电子密度降低了.电子能谱和吸光特性的研究都表明,掺杂的机理是在TiO2晶格内形成N原子的填隙.

关键词：tio2 光催化 n掺杂 填隙 xps 

单位：安徽建筑工业学院环境科学与工程系 安徽合肥230022 中国科学技术大学化学与材料科学学院 安徽合肥230026