稀土元素掺杂对纳米TiO2光催化活性的研究

２０１３年９月　２７卷第３期　阴山学刊　ＹＩＮＳＨＡＮ　ＡＣＡＤＥＭＩＣ　ＪＯＵＲＮＡＬ　Ｓｅｐ．２０１３　Ｖ０１．２７　Ｎｏ．３　稀土元素掺杂对纳米ＴｉＯ２光催化活性的研究　．　刘丽静　，胡艳宏　（１．内蒙古科技大学材料５１２程学院；２．包头师范学院化学学院内蒙古包头０１４０３０）　摘要：将稀土Ｃｅ”、Ｓｍ”、Ｌａ”、Ｅｕ”作为掺杂剂对纳米二氧化钛进行改性，并通过降解亚甲基蓝、酸性　品红、罗丹明Ｂ、孔雀石绿四种有机染料来测试催化剂的光催化性能研究，并加入助催化剂双氧水，使光催化　剂在三基色节能灯的光照下，及日光照射，就能常温常压不需通入氧气的情况下降解有机染料，取得很好的效　果。Ｅｕ　稀土掺杂纳米二氧化钛在浓度０．０５％Ｅｕ”／ＴｉＯ　光催化性能最好；Ｌａ３　稀土掺杂纳米二氧化钛浓　度０．５％Ｌａ”／ＴｉＯ２光催化性能最好；Ｓｉｎ”稀土掺杂纳米二氧化钛浓度０．Ｉ％Ｓｍ”／ＴｉＯ　光催化性能最好；　Ｃｅ”稀土掺杂纳米二氧化钛浓度０．５％Ｃｅ“／ＴｉＯ，光催化性能最好。　关键词：光催化剂；稀土掺杂；降解；形成机理　中图分类号：０６４３文献标识码：Ａ文章编号：１００４—１８６９（２０１３）０３—００１５—０５　ｌ　引言与预备知识　同浓度稀土掺杂纳米二氧化钛的光催化剂。ＸＲＤ　光催化在环境保护、洁净能源、医疗卫生、建筑材　结果表明，所制得的光催化剂均为锐钛矿型，晶粒尺　料、汽车工业和食品保鲜等众多领域具有广阔的应用　寸在１０—３０ｎｍ之间，并且具有很好的热稳定性，稀　前景和重大的社会经济效益，因而受到科学界、政府部　土离子掺杂有利于抑制二氧化钛晶粒生长，稀土离　门和企业界的高度重视。纳Ｔｉｏ２作为光催化剂用于　子掺杂也有利于抑制高温时的ＹｉＯ：晶型由锐钛矿　污染的治理具有催化剂本身稳定、无二次污染、适用的　向金红石型的转变。　污染物广等优点，所以对它的研究十分广泛。纳米　Ｔ　不但具有纳米粉体的表面效应、体积效应、小尺寸　ｌ　实验　效应、量子隧道效应等，而且具有其独特的性能。因此　１．１光催化剂的制备　具有广阔的应用前景。利用纳米ＴｉＯ：作光催化剂，其　溶胶一凝胶法广泛应用于金属氧化物纳米粒子　活性比普通ＴｉＯ２（约ｌ０　脚）高得多。纳米ＴｉＯ：受到国　的制备。前驱物用金属醇盐或非醇盐均可。方法实　内外科技界的高度重视，其研究和开发涉及到物理、化　质是前驱物在一定条件下水解成溶胶，再制成凝胶，　学、化工、材料、表面、胶体等众多交叉学科，成为材料　经干燥纳米材料热处理后制得所需纳米粒子。溶胶　领域的重要研究课题　１　。　一凝胶法可以大大降低合成温度。用无机盐作原　纯纳米ＴｉＯ　仅仅能吸收整个太阳光谱中不到　料，价格相对便宜。　５％的紫外光，太阳能利用率很低，不利于实际应用。　因此，对ＴｉＯ　进行改性日益受到人们的关注。稀土　先将适量的０．１Ｍ稀土硝酸盐溶液，加入到５—　金属掺杂是ＴｉＯ　获得更好的催化活性的一个重要　１０ｍｌ冰醋酸、４０ｍｌ无水乙醇与１０ｍｌ蒸馏水的混合　途径。为了提高其光催化活性和对可见光的利用　液中，充分搅拌后得溶液Ａ；再将１７ｍｌ的钛酸丁酯　率，许多研究者对其进行掺杂　。采用溶胶一凝　与５０ｍｌ无水乙醇混匀得到溶液Ｂ；在剧烈搅拌下将　胶法制备了四种稀土离子Ｓｍ¨、Ｅｕ¨、Ｌａ¨、Ｃｅ¨不　溶液Ｂ逐滴加入到溶液Ａ中，滴加完毕后继续搅拌　收稿日期：２０１３—０４—１６　基金项目：内蒙古自然科学基金项目（２０１２ＭＳ０２０１）　作者简介：刘丽静（１９７２一），女，河北保定人，副教授，研究方向：稀土材料。　ｌ５　３　ｈ以形成均匀透明的稀土掺杂ＴｉＯ：溶胶，然后室　温放置陈化以形成凝胶；将凝胶在８０％烘干１２ｈ，　制备样品的催化活性。具体实验步骤为：将０．０１ｇ／　Ｌ的罗丹明Ｂ溶液１００ｍＬ倒入烧杯中，加入０．１０ｇ　稀土Ｅｕ¨掺杂纳米ＴｉＯ：催化剂，加入５ｍｌ助催化　剂３０％Ｈ　Ｏ　，同时用９０—２恒温磁力搅拌器以一定　的速度进行搅拌，构成悬浮体系，固体催化剂颗粒　和液相达到吸附平衡。每３０ｍｉｎ取反应液１０ｍＬ放　入ＴＤ５Ｚ型台式低速离心机，以４０００ｒ／ｍｉｎ分离２０　ｍｉｎ，然后用７２２０型分光光度计测定罗丹明Ｂ溶液　在波长５５２ｎｍ的吸光度值，取其上清液测定其吸光　度，用蒸馏水做参比液。　脱色率用公式：－ｑ＝［（Ａ０一Ａ　）／Ａ。］　１００％计　在１００ｏＣ下烘干１２ｈ，经玛瑙研钵研制得到样品粉　体；将所得粉体在马弗炉中５００℃下焙烧３ｈ后最终　得到稀土掺杂纳米ＴｉＯ　。　在５００℃煅烧制备出了浓度分别为：摩尔数比　Ｅｕ¨／ＴｉＯ２＝０％，０．０５％，０．１％，０．５％，１．０％，２．　０％的催化剂；摩尔数比Ｌａ¨／ＴｉＯ　＝０％，０．５％，　１％，２％，２．５％，５％的催化剂；摩尔数比Ｓｍ¨／ＴｉＯ２　＝０％，０．０５％，０．１％，０．５％，１．０％，２．０％的催化；　摩尔数比Ｃｅ“／ＴｉＯ２＝０％，０．５％，１％，２％，２．５％，　５％的催化剂；这样可以制备出不同稀土掺杂，不同　浓度的催化剂，通过做光催化性能实验来考察各因　素在催化中的作用。　１．２光催化剂的活性　以２个３６Ｗ三基色灯作为光源，三基色灯是　指通过使用Ｒ（红），Ｇ（绿），Ｂ（蓝）三种颜色光谱的　灯管而发光的灯具，一般发光的颜色和灯管的色温　有关系，具有发光柔和，亮度均匀，无频闪，能见度　高，功耗小，耐高压，无电热灾害的特点。三基色灯　发出的是自然光。　以亚甲基蓝作为目标降解物以考察所制备样品　的催化活性。具体实验步骤为：将０．０１ｇ／Ｌ的亚甲　基蓝溶液１００ｍＬ倒入烧杯中，加入０．１０ｇ稀土Ｌａ¨　掺杂纳米ＴｉＯ：催化剂，加入５ｍ１３０％Ｈ　Ｏ　，同时用　９Ｏ一２恒温磁力搅拌器以一定的速度进行搅拌，构　成悬浮体系，使催化剂固体颗粒和液相达到吸附平　衡。每３０ｍｉｎ取反应液１０ｍＬ放入ＴＤ５Ｚ型台式低　速离心机，以４０００ｒ／ｍｉｎ分离２０　ｍｉｎ，然后用７２２０　型分光光度计测定亚甲基蓝溶液在波长６６２ｎｍ的　吸光度值，取其上清液测定其吸光度，用蒸馏水做　参比液，脱色率用公式：　＝［（Ａ。一Ａ　）／Ａ。］　１００　％计算，其中，Ａ。为亚甲基蓝溶液初始的吸光度，　Ａｔ为反应经过时间ｔ后亚甲基蓝溶液的吸光度。　用同样的方法测定稀土Ｓｍ¨掺杂纳米ＴｉＯ，催　化剂降解酸性品红、稀土Ｅｕ　掺杂纳米ＴｉＯ　催化　剂降解罗丹明Ｂ、稀土ｃｅ¨掺杂纳米ＴｉＯ　催化剂降　解孔雀石绿的光催化实验。　２实验结果和讨论　２．１　Ｅｕ¨掺杂纳米ＴｉＯ　的光催化性能　不同浓度的稀土Ｅｕ¨掺杂纳米ＴｉＯ　的光催化　性能测试。以２个３６Ｗ三基色灯作为光源，光源　距溶液２０ｃｍ，以罗丹明Ｂ作为目标降解物以考察所　１６　算，温度１５．９℃，ＰＨ＝６．３４时，测得Ａ０＝２．３５８为　罗丹明Ｂ溶液初始的吸光度，Ａｔ为反应经过时间ｔ　后罗丹明Ｂ溶液的吸光度。　表１：５００￣Ｃ煅烧不同浓度。不同光照时间的　Ｅｕ“掺杂纳米的吸光度（Ａｔ）　表１为在同一焙烧温度５００ｃＣ下，掺杂Ｅｕ¨的　摩尔比分别为０，０．０５％，０．１％，０．５％，１．０％和　２．０％的Ｅｕ¨／ＴｉＯ　在三基色照射条件下，降解罗　丹明Ｂ溶液的吸光度变化数据。并由此数据绘制　了上述催化剂降解罗丹明Ｂ溶液降解率曲线图１。　由图１可知：掺杂Ｅｕ¨后，催化剂的活性明显高于　未掺杂的纯ＴｉＯ　，说明Ｅｕ¨的存在提高了ＴｉＯ：的　催化活性。其中，掺杂摩尔比为０．０５％的催化剂活　图１：不同掺杂量Ｅｕ”／ＴｉＯ２光催化降解罗丹明　Ｂ溶液的降解率曲线　Ｅｕ¨稀土掺杂纳米二氧化钛在浓度０．０５％　方法如２．１，酸性品红溶液的波长改为在　Ｅｕ¨／ＴｉＯ　光催化性能最好。一般来说不同的稀　５４４ｎｍ测试其吸光度，取其上清液测定其吸光度，　Ｅｕ¨稀土掺杂纳米二氧化钛在浓度０．０５％Ｅｕ¨／　用蒸馏水做参比液。脱色率用公式：１１＝［（Ａ０一　ＴｉＯ　光催化性能最好。一般来说不同的稀土最佳　Ａｔ）／Ａ０］；Ｉｃ　１００％计算，温度１８．４￣Ｃ，ＰＨ＝３．４０时，　含量不同，相对含量较低时催化性能较好。由于铕　测得Ａ０＝１．３３５为酸性品红溶液初始的吸光度，Ａｔ　元素存在多种化合价，在ＴｉＯ　中掺杂适量Ｅｕ¨离　为反应经过时间ｔ后酸性品红溶液的吸光度。　子，可使其成为光生电子／空穴对的浅势捕获阱，　表２：５００￣Ｃ煅烧不同浓度，不同光照时间的　延长电子与空穴的复合时间，从而提高ＴｉＯ　的光　Ｓｍ。　掺杂纳米的吸光度（Ａｔ）　催化活性。当掺杂浓度低于最佳浓度时，半导体中　没有足够捕获光生载流子的陷阱，光生电子和空穴　不能达到最有效的分离；当掺杂过量时，过多的带有　电子的金属微粒在ＴｉＯ　表面堆集，会导致表面光　生载流子复合中心增多，导致光催化活性下　降¨０－“］。催化剂摩尔比为０．０５％的光催化性能达　到最佳，罗丹明Ｂ降解率最高可达７９．４％。　２．２　Ｓｍ¨掺杂纳米ＴｉＯ　的光催化性能　图２：不同掺杂量的Ｓｍ¨／ＴｉＯ２的光催化降解酸性品红降解率曲线　当Ｓｍ¨的掺杂量达到０．１％时，酸性品红的脱　光生载流子的复合几率，显著提高复合催化剂的光　色率最大，而其余随着Ｓｍ¨掺杂量的增加酸性品红　量子效率ｎ　。相比于纯ＴｉＯ　，Ｓｍ¨／ＴｉＯ２对紫外光　的脱色率在减小，由此推测继续增加Ｓｍ¨的掺杂量　的吸收显著增强，表明掺Ｓｍ３　，有利于提高ＴｉＯ２对　也不会明显提升光催化降解能力，结合制备纳米　紫外光的利用率，从而提高光催化活性。数据表明　ＴｉＯ　粉末条件的讨论得出最佳掺杂量为０．１％。适　含量０．１％Ｓｍ¨／ＴｉＯ２的催化剂，在自然光照２．５ｈ　量Ｓｍ　的掺杂改性可显著提升ＴｉＯ２的的降解性　降解率可达８１．１％。　能，过量Ｓｍ　导致催化剂的活性降低，最适掺杂量　２．３　Ｌａ　掺杂纳米ＴｉＯ　的光催化性能　为０．１％。少量Ｓｍ¨可能取代Ｔｉ进入ＴｉＯ：晶格，　方法如２．１，亚甲基蓝溶液在波长６６２ｎｍ的吸　抑制纳米ＴｉＯ　的粒子团聚和晶体粒子长大，同时，　光度值，取其上清液测定其吸光度，用蒸馏水做参　提高纳米ＴｉＯ：的热稳定性。另外适量Ｓｍ¨的加　比液。脱色率用公式：－ｑ＝［（Ａ。一Ａ　）／Ａ０］：ｌｃ　１００％　入，可明显提升复合催化剂的紫外光吸收，另外，由　计算，温度１５．５￣Ｃ，ＰＨ＝６．４３时，测得Ａ０＝２．０３８　于Ｓｍ¨的储氧性能，适量Ｓｍ¨参与光降解过程的　为亚甲基蓝溶液初始的吸光度，Ａｔ为反应经过时间　氧循环，有效吸附氧，从而有效捕获光生空穴，降低　ｔ后亚甲基蓝溶液的吸光度。　１７　表３：５００￣Ｃ煅烧不同浓度。不同光照时间的　ＩＪａ　掺杂纳米的吸光度（Ａｔ）　Ｌ　／ＴｉＯ，　Ｏ％　１．８２１　１．６３１　１．４１８　１．１８５　０．９２９　２．４　Ｃｅ¨掺杂纳米ＴｉＯ：的光催化性能　方法如２．１，测定孔雀石绿溶液在波长６１６ｎｍ　５％　Ｏ．５％　１．６８２　１．３８２　１．１３５　０．９３０　０．７６５　ｌ％　１．７９４　１．５７２　１．２８０　１．０５７　０．９２５　２％　１．８６４　１．６７４　１．４４４　１．２４７　１．ｏ５４　２．５％　１．９０９　１．７０７　１．４８８　１．３２０　１．１４５　的吸光度值，取其上清液测定其吸光度，用蒸馏水　做参比液。脱色率用公式：－ｉ１＝［（Ａ０一Ａｔ）／Ａ０］　１００％计算，温度１７．９￣Ｃ，ＰＨ＝５．６４时，测得Ａ０＝１．　６７３为孔雀石绿溶液初始的吸光度，Ａｔ为反应经过　时间ｔ后孔雀石绿溶液的吸光度。　表４：５００￣Ｃ煅烧不同浓度，不同光照时间的　Ｃｅ¨掺杂纳米的吸光度（Ａｔ）　Ｏ．５ｈ　ｌｈ　１．５ｈ　２ｈ　２．５ｈ　１．９４９　１．８２５　１．５８７　１．３４７　１．１５８　”（２．５ｈ）０．５４４　０．６２５　０．５４６　０．４８３　０．４３８　０．４３２　表３为在同一焙烧温度５００℃下，掺杂Ｌａ¨的　摩尔分数分别为Ｏ％，０．５％，１．Ｏ％，２．Ｏ％，２．５％，　５％，Ｌａ¨／ＴｉＯ：在三基色照射条件下，降解亚甲基　蓝溶液的吸光度变化数据。并由此数据绘制了上述　催化剂降亚甲基蓝溶液降解率曲线图３。由图３可　知：掺杂Ｌｄ¨后，催化活性明显高于未掺杂的纯　ＴｉＯ２，说明ＩＪａ¨的存在提高了ＴｉＯ：的催化活性。其　中，掺杂摩尔分数为０．５％的催化剂活性最好，低于　和高于０．５％时活性都下降。从化学观点看，金属　离子掺杂可能在晶格中引入了缺陷位置，从而影响　电子一空穴对的复合。如果成为电子或空穴的陷阱　则可延长其寿命，一旦成为电子一空穴的复合中心　则加快了复合。所以，掺杂摩尔分数较低时，捕获电　子或空穴的浅势阱数量不够，光生电子。空穴不能　有效分离；掺杂摩尔分数较高时，金属离子可能成为　电子一空穴的复合中心，增大电子与空穴复合的几　率。只有达到一定的掺杂摩尔分数时，其光催化活　性才是最佳的。适量ＩＪａ¨的掺杂改性可显著提升　ＴｉＯ：的自然光降解水体有机物的降解性能，而过量　Ｌａ¨掺杂则导致催化剂的活性降低，最适掺杂量为　０．５％　图４：不同掺杂量的Ｃｅ¨／ｎ　光催化降解　孔雀石绿溶液的降解率曲线　掺杂ｃｅ“的摩尔分数分别为０．５％、１．０％、２．　０％、２．５％和５．０％的ｃｅ”／ＴｉＯ　在三基色照射条　件下，降解１０ｍｌ／Ｌ孔雀石绿溶液的吸光度变化数　据。并由此数据绘制了上述催化剂降解孔雀石绿溶　液降解率曲线图４。由图４可知：掺杂Ｃｅ¨后，催化　剂的活性明显高于未掺杂的纯ＴｉＯ　，说明ｃｅ¨的存　在提高了ＴｉＯ：的催化活性。其中，掺杂摩尔分数为　０．５％的催化剂活性最好，低于和高于０．５％时活性　都下降。从化学观点看，金属离子掺杂可能在晶格　中引入了缺陷位置，从而影响电子一空穴对的复　合＿ｌ引。如果成为电子或空穴的陷阱则可延长其寿　命，一旦成为电子一空穴的复合中心则加快了复合。　图３：不同掺杂量的　１８　／　ＴｉＯ：光催化降解　所以，掺杂摩尔分数较低时，捕获电子或空穴的浅势　阱数量不够，光生电子一空穴不能有效分离；掺杂摩　亚甲基蓝溶液的降解率曲线　尔分数较高时，金属离子可能成为电子一空穴的复　合中心，增大电子与空穴复合的几率。只有达到一　定的掺杂摩尔分数时，其光催化活性才是最佳　的　引。　［２］孙蕊，陈思浩，邢晨晨．稀土掺杂的纳米ＴｉＯ：分散性及　光学性能研究［Ｊ］．中国稀土学报，２０１１，２９（１）：９５—９９．　［３］燕宁宁，等．Ｃｅ—ＴｉＯ：光催化剂的制备与性能研究［Ｊ］．　功能材料，２０１２，４３（１）：９２—９５．　３　结论　光催化剂的活性是由其光吸收能力、电荷分离　效率和光生载流子的转移速率共同决定的。以稀土　离子Ｅｕ¨、Ｓｍ¨、Ｌａ¨、Ｃｅ¨作为掺杂离子，通过溶　胶一凝胶法制备了一系列不同掺杂量、不同煅烧温　［４］陈娜娜，等．ｃｏ、ｃｅ共掺杂ＴｉＯ　纳米粉体制备及光催化　性能［Ｊ］．中国科技论文在线，２０１０，５（４）：３３６—３３９．　［５］黄晖，宫华，罗宏杰．水热沉淀法制备ＴｉＯ：纳米粉体影响　因素的研究［Ｊ］．中国陶瓷，２００２，３８（２）：１１—１４．　［６］李越湘，等．Ｅｕ¨、Ｓｉ４＋共掺杂ＴｉＯ：光催化剂的协同效　应［Ｊ］．物理化学学报，２００４，２０（１２）：１４３４—１４３９．　度的稀土掺杂纳米二氧化钛的光催化剂。在制备　时，由于稀土离子的掺杂会抑制形成溶胶一凝胶的　速度，进而达到细化固体颗粒的目的；冰醋酸是抑制　剂，加入太多，形成溶胶一凝胶的速度过于缓慢，影　响实验进度、加得太少则会有Ｔｉ（ＯＨ）　沉淀出现，　对于制备纳米材料不利。有个适量值，按照操作条　件，加入５一ｌＯⅡｄ最好。　Ｅｕ¨稀土掺杂纳米二氧化钛在浓度０．０５％　Ｅｕ¨／ＴｉＯ　光催化陛能最好；Ｌａ¨稀土掺杂纳米二氧　化钛浓度０．５％Ｌａ¨／ＴｉＯ　光催化性能最好；Ｓｍ¨稀　土掺杂纳米二氧化钛浓度０．１％Ｓｍ¨／ＴｉＯ　光催化　性能最好；Ｃｅ¨稀土掺杂纳米二氧化钛浓度０．５％　［７］姜承志，卢旭东．Ｅｕ¨和Ｓｍ¨共掺杂ＴｉＯ：光催化剂的　协同效应［Ｊ］．功能材料，２０１１，４２（４）：６１８—６２２．　［８］杨秋景，等．铕掺杂对纳米ＴｉＯ：的光催化活性的影响　［Ｊ］．高等学校化学学报，２００４，２５（９）：１７１１—１７１４．　［９］杨武，等．Ｐｒ掺杂ＴｉＯ：光催化剂的制备及其对酸性品　红降解反应的催化性能［Ｊ］．光谱学与光谱分析，２００８，　２８（４）：９２３—９２５．　［１０］王朋，等．稀土离子掺杂对于ＴｉＯ：结构和光催化性能的　影响［Ｊ］．暨南大学学报，２００３，２４（５）：８ｌ一８３．　［１　１］邓戊有，等．铕掺杂的ＴｉＯ　纳米粒子的制备及光催化活　性的研究［Ｊ］衡阳师范学院学报，２００７，２８（６）：８９—９２．　［１２］赵斯琴，等．Ｅｕ¨离子掺杂纳米ＴｉＯ：的制备及其光催化　降解甲基兰溶液的研究［Ｊ］．中国稀土学报，２０１０．２８　（３）：３００—３０１．　Ｃｅ¨／ＴｉＯ　光催化性能最好。一般来说不同的稀土　最佳含量不同，相对含量较低时催化性能较好。　［参考文献］　［１］井立强，等．掺杂镧和铈的ＴｉＯ：纳米粒子的结构相变　［Ｊ］．材料科学与工艺，２００４，１２（２）：１４８—１５１．　［１３］陈秋强，等．铈掺杂纳米二氧化钛可见光光催化降解苯　酚性能［Ｊ］．化工进展．２０１２．３１（５）：１０４３—１０４６．　［１４］侯象洋，孙力军，张景绘．掺杂铈铈对纳米二氧化钛薄　膜光催化性能的影响［Ｊ］．中国工程科学，２００５，５（１）：　２１—２５．　Ｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　Ｎａｎｏ—ＴｉＯ２　Ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ　Ｄｏｐｅ　ｗｉｔｌｌ　Ｒａｒｅ—ｅａｒｔｈ　ａｎｄ　Ｉｔｓ　Ｐｒｏｐｅｒｔｙ　ＬＩＵ　Ｌｉ—ｊｉｎｇ　｜＿．ＨＵ　Ｙａｈ—ｈｏｎｇ　（１．Ｍａｔｅｒｉａｌ　Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ　Ｃｏｌｌｅｇｅ　ｏｆ　Ｉｎｎｅｒ　Ｍｏｎｇｏｌｉａ　Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ　ｏｆ　Ｓｃｉｅｎｃｅ　ａｎｄ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；　２．Ｂａｏｔｏｕ　Ｔｅａｃｈｅｒｓ　Ｃｏｌｌｅｇｅ，Ｂａｏｔｏｕ　０１４０３０）　Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ　ｒａｒｅ　ｅａｒｔｈ　Ｃｅ¨Ｓｍ¨ＩＪａ¨，，，Ｅｕ¨ａ８　ｔｈｅ　ｄｏｐｉｎｇ　ａｇｅｎｔ　ｏｎ　ｔｈｅ　ｎａｎｏｃｒｙｓｔｌｌａｉｎｅ　ＴｉＯ２　ｗａｓ　ｍｏｄｉ－　ｌｆｅｄ，ａｎｄ　ｔｈｅ　ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｍｅｔｈｙｌｅｎｅ　ｂｌｕｅ，ａｃｉｄ　ｆｕｃｈｓｉｎ，Ｌｕｏ　Ｄａｎｍｉｎｇ　Ｂ，ｍａｌａｃｈｉｔｅ　ｇｒｅｅｎ　ｆｏｕｒ　ｋｉｎｄｓ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｄｙｅｓ　ｔｏ　ｔｅｓｔ　ｔｈｅ　ｐｈｏｔｏｃａｔｌｙｔａｉｃ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｈｅ　ｃａｔｔｌｙｓｔ，ｃｏｃａｔａａｌｙｓｔ　ａｎｄ　ａｄｄｉｎｇ　ｈｙｄｒｏｇｅｎ　ｐｅｒｏｘｉｄｅ，ｔｈｅ　ｐｈｏｔｏｃａｔａ－　ｌｙｓｔ　ｓｕｎｌｉｇｈｔ　ｉｎ　ｈｅ　ｔｔｈｒｅｅ　ｅｎｅｒｇｙ　ｓａｖｉｎｇ　ｌａｍｐｓ　ｌｉｇｈｔ，ａｎｄ　ｓｕｎｌｉｇｈｔ，ｃａｎ　ｂｅ　ａｔ　ｒｏｏｍ　ｔｅｍｐｅｒａｔｕｒｅ　ａｎｄ　ａｔｍｏｓｐｈｅｒｉｃ　ｐｒｅｓ－　ｓｕｒｅ　ｗｉｔｈｏｕｔ　ｉｎｔｒｏｄｕｃｉｎｇ　ｏｘｙｇｅｎ　ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ　ｏｆ　ｏｒｇａｎｉｃ　ｄｙｅ　ｃｉｒｃｕｍｓｔｎｃｅｓ，ａｃｈｉａｅｖｅｄ　ｖｅｒｙ　ｇｏｏｄ　ｒｅｓｕｌｔｓ．Ｅｕ”ｒａｌ＇ｅ　ｅａｒｔｈ　ｄｏｐｅｄ　ｎａｎｏ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｄｉｏｘｉｄｅ　ｉｓ　ｂｅｓｔ　ａｔ　ａ　ｅｏｎｃｅｎ￣ａｔｉｏｎ　ｏｆ　０．０５％Ｅｕ¨／ＴｉＯ２　ｐｈｏｔｏｃａｔｌｙｔａｉｃ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　Ｌａ３　ｄｏｐｅｄ　ｎａｎｏ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｄｉｏｘｉｄｅ；ｐｈｏｔｏｃａｔｌｙｔａｉｅ　ｐｅｒｆｏｒｎｍｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　０．５％Ｌａ３　／ＴｉＯ２；Ｓｍ”　ｄｏｐｅｄ　ｎａｎｏ　ｔｉｔａｎｉｕｍ　ｄｉｏｘｉｄｅ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　０．１％Ｓｍ　／ＴｉＯ２　ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｉｓ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ；Ｃｅ　ｄｏｐｅｄ　ＴｉＯ２　ｐｈｏｔｏｃａｔｌｙｔａｉｃ　ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ　ｏｆ　ｔｈｅ　ｂｅｓｔ　ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎ　ｏｆ　０．５％Ｃｅ¨／ＴｉＯ２．　Ｋｅｙ　ｗｏｒｄｓ：ｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｓｔ；ｒａｌ＇ｅ　ｅａｒｔｈ　ｄｏｐｅｄ；ｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎ；ｆｏｒｍａｔｉｏｎ　ｍｅｃｈａｎｉｓｍ　１９