《表2 不同La掺杂下Ti O2的XRD数据》

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《La掺杂改性纳米TiO_2的制备及其在O_3协同下的光催化活性》

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图3为500℃焙烧温度下溶胶凝胶法制备的不同La掺杂纳米Ti O2的XRD图，表2显示了不同La掺杂前后，Ti O2晶体大小数据。从图3中可以看到La掺杂后的Ti O2纳米粒子保存了原有的XRD衍射峰形貌，在2θ为25.28°、37.8°、53.9°处分别表现出Ti O2的（101）、（004）、（105）面明显锐钛矿型晶面特征峰，此晶面下，Ti O2表现出最佳的催化活性。随着La的掺杂含量提高，样品的衍射峰强度呈现减弱的趋势，并且衍射峰略微宽化。纳米Ti O2粒子的平均晶粒尺寸大小可以通过谢乐公式:D=Kλ/（βcosθ），利用衍射峰的半高峰宽β计算而得，其中λ代表波长，K值为0.89；同时也可利用公式算出纳米Ti O2的晶格畸变大小[13]。数据结果如表2所示，La的掺杂在一定程度上阻碍了Ti O2晶粒的生长，随着La含量的增加，Ti O2晶粒尺寸逐渐变小。由于La3+粒子半径较Ti4+的粒子半径大，使得La无法取代Ti的位置，少量的La进入晶格以Ti-O-La的方式发生健合，而多数的La是以La2O3的形式分散于Ti O2表面，但XRD衍射图谱中并未出现明显的La2O3特征衍射峰，那是因为掺杂的La含量太低，未能形成独立的晶相。另外，随着掺杂的La愈多，Ti O2的晶格膨胀愈烈，晶格膨胀使得晶体粒子存在较大的晶格畸变和应变能，为了抵消这种应力，Ti O2表层的氧原子逃离晶格形成氧缺陷起到了空穴捕获的作用，有利于氧原子自由基和羟基自由基等的生成，降低了Ti O2晶格中电子空穴的复合几率[14]，从而提升了催化剂的催化活性。