Nguồn gốc của hoạt động dưới ánh sáng nhìn thấy của chất xúc tác quang N-doped TiO2: Hành vi của các nguyên tử N và S trong quá trình N-doping ướt

Các hành vi của nguyên tử N và S trong quá trình hình thành TiO2 N-doped bằng phương pháp N-doping ướt đã được phân tích để điều tra nguồn gốc của hoạt động xúc tác quang dưới ánh sáng nhìn thấy. Trong tiền chất titanium oxyhydroxide thu được từ việc trộn lẫn dung dịch titanium oxysulfate và amoniac, hai loại loài NH3 đã được hình thành. Một loại được liên kết trực tiếp với Ti4+ (NH3 được phối hợp, nằm ở 400.0eV trong quang phổ điện tử tia X), loại này liên quan đến hoạt động xúc tác quang trong việc loại bỏ NO x dưới ánh sáng nhìn thấy (λ >405nm). Loại kia là NH3 trong (NH4)2SO4 (ở 401.8eV), loại này không cần thiết để tạo ra hoạt động. Trong quá trình gia nhiệt ở 400°C, khoảng một nửa lượng NH3 được phối hợp đã ở lại trong TiO2 mà không thay đổi trạng thái oxi hóa của nitơ, và nửa còn lại đã thoát ra khỏi pha rắn không phụ thuộc vào áp suất O2 phần. Cấu trúc bất thường cục bộ của TiO2, chẳng hạn như khuyết tật tinh thể và biến dạng, hình thành từ sự phối hợp của NH3 với Ti4+ và/hoặc sự giải phóng NH3 dường như là nguồn gốc của hoạt động dưới ánh sáng nhìn thấy của TiO2 N-doped. Việc doping thay thế các anion nitơ (N3−) vào TiO2 không phải là cần thiết cho hoạt động. Lượng SO4 2− trong TiO2 N-doped đã được giảm bằng cách rửa tiền chất hoặc gia nhiệt chất xúc tác quang trong CO. Hoạt động đã được cải thiện một cách đáng kể bằng cách giảm lượng SO4 2− trong N-TiO2.