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本文致力于TiO2粉末光催化剂的掺杂改性研究。通过溶胶-凝胶法制备了Fe离子掺杂的TiO2，采用XRD、TEM、XPS和UV-Vis等技术对样品进行了表征，通过对甲基橙的光催化降解动力学来验证催化剂的光催化活性，并讨论了离子掺杂浓度、不同掺杂方式、煅烧温度，以及掺杂量等影响TiO2催化性能的可能原因。
研究表明：
（1）不同掺杂方式对TiO2晶相和颗粒粒径有很大影响。400℃煅烧时样品均为锐钛矿相；在适量掺杂浓度下，掺入金属离子能不同程度地抑制TiO2晶粒的长大。复合型样品的粒径比相对应的均匀掺样品和非均匀掺杂样品的粒径要大。
（2）XPS结果显示，样品中Ti主要以+4价存在，存在表面吸附氧、表面羟基或缺陷氧化物键中的氧、Ti——O键中的O三个氧物种，铁离子掺杂样品表面羟基数目要比纯TiO2多，Fe离子含量比较低， XPS检测不出掺杂元素的特征峰。
（3）尽管掺杂方式有所不同，TiO2粉末的光吸收带边随着掺杂离子浓度产生红移，并在可见光区吸收增强
（4）采用均匀掺杂方式对TiO2进行掺杂改性，产生具有的最佳掺杂浓度，但TiO2催化性能的提升效果不明显，甚至会降低其催化活性。这是由于均匀掺杂时，金属离子捕获光生电子或空穴的同时又可能成为表面电子——空穴对的复合中心，从而降低TiO2的催化活性。
（5）采用非均匀掺杂方式产生了p-n结，使光生电子和空穴得到了有效的分离，光催化活性增强，活性最佳样品的表观速率常数是纯TiO2的4．9倍。
（6）复合型样品，使在非均匀掺杂方式下进行改进，使催化剂的结构更具有规则，实验结果表明，复合型样品的光催化活性都很高，最佳样品的表观速率常数是纯TiO2的13倍。