Недавние разработки фотокатализаторов на основе диоксида титана, легированных неметаллами, для деградации различных красителей и исследование их стратегических факторов: обзор

Полупроводниковый диоксид титана в исходном виде или легированный металлами и неметаллами широко используется для очистки сточных вод методом фотокатализа благодаря своим универсальным свойствам. Дополнительные характеристики — экологическая безопасность, нетоксичность, экономичность, многокомпонентность, высокая гидрофильность, разнообразные физико-химические свойства, химическая стабильность, подходящая ширина запрещенной зоны и коррозионная стойкость — вместе с низкой стоимостью делают TiO2 отличным кандидатом для фотокатализа. Коммерческие и синтезированные фотокатализаторы с широкой запрещенной зоной изучаются в течение десятилетий; легирование титана p-блоковыми элементами (неметаллами), такими как кислород, сера, азот, бор, углерод, фосфор и йод, повышает эффективность фотокатализа при видимом освещении, поскольку неметаллы существенно влияют на окислительные процессы. В этом обзоре основное внимание уделено факторам, влияющим на фотокаталитическую активность неметалло-допированного титана за счёт уменьшения ширины запрещенной зоны. Рассмотрены рабочие параметры, включая влияние pH, концентрации красителей, размера и структуры фотокатализатора, концентрации и типа загрязнителей, удельной поверхности фотокатализатора, интенсивности света и времени облучения, загрузки катализатора, температуры и эффекта легирования. Механизмы фотокаталитического действия нескольких неметаллических допантов диоксида титана и их композитов рассматриваются как перспективный подход для повышения активности фотокатализа. В работе также проанализированы выбранные методы синтеза неметалло-допированного TiO2 и обобщено влияние различных условий на режимы легирования для нескольких типов модифицированного TiO2.