F掺杂能提高锐钛矿(AT)的结晶度，阻止AT向RT相转变。
F掺杂使Ti4+通过电荷补偿转变为Ti3+，而Ti3+的表面态可
以俘获光生电子，转移至催化剂表面，抑制载流子复合。
5.5
碳掺杂
碳掺杂显著改变TiO2在可见光区的吸收特性，出
现更宽的吸收平台。不仅是两种晶格的电子密度 的重叠，而是产生了新的电子云杂化的Ti-O和TiC混合状态。
产生氧空穴 产生间隙氮原子 产生氧空穴
Ti(SO4)2 ，氨水 水解
5.3 硫的掺杂
S虽然不可能置换氧，但可以产生置换晶格
金属离子Ti4+形成阳离子S6+的掺杂。
S掺杂TiO2具有可见光活性，但紫外光活性 显著降低。
CB
VB TiO2
S-TiO2
5.4
卤素掺杂
Br和 Cl共掺杂，制备纯AT，AT/RT混晶，纯RT。Br和 Cl 共掺杂使带隙变窄。Br和 Cl共掺杂制备的 (70%)AT/(30%)RT混晶光解水的效率最高。
高级氧化技术
-5- 非金属掺杂光催化剂
5.1
非金属离子的掺杂
长期的梦想：可见光激发TiO2 N掺杂TiO2
金属掺杂TiO2
5.2
氮的掺杂
氮原子可以产 生可见光敏化 活性
可见光降解亚 甲基蓝和气态 甲醛
产生可见光活性的掺杂态
能够在TiO2带隙间产生一个能吸收可见光
的状态。
导带能级减小。
带隙的状态和TiO2充分重叠。
Science, 2001, 293, 269
CB
TiO2 VB
TiO2-xNx
dopa
序号 原料 方法 可见光活性原因
1
2 3 4
钛醇盐，氨水
TiCl4，氨水 TiCl3，氨水
煅烧
水解 水解
NOx杂质，产生光敏化
高的光转化效率（8.35%）。
Science, 2002, 297, 2243
5.6
非金属掺杂小结
优点：可见光活性
缺点： 1、空穴的氧化能力降低，导致有机物 降解速率变慢，及矿化不完全。 2、人为制造缺陷，会影响催化剂TiO2 的稳定性。