尖晶石型氧化物光催化材料的研究進展

周倍匯，畢 菲，李運成，付曉雨，李 慧

（吉林建筑大學材料科學與工程學院，吉林 長春 130118）

20世紀以來，世界經濟發展的加快，導致生態系統中有大量的污染物產生和釋放，這些污染物對人類健康和環境具有破壞性影響。近年來，光催化氧化法因光催化活性高、反應條件溫和、成本低、可減少二次污染等優點，受到世界各國研究者的青睞[1-4]。自1972年Fujishima等[5]利用TiO2光催化分解水以來，對半導體材料進行光催化研究，受到越來越多的關注[6-8]，但是TiO2具有較高的帶隙能量（3.2eV），只能在紫外光的作用下激發，可見光的利用效率較低[9]。在自然界中，可見光占太陽輻射的44%~47%，紫外光只占不到5%，大規模使用可見光，是更經濟和直接的解決方案[10-11]。

尖晶石型氧化物的一般結構式為AB2O4，屬于立方晶系Fd3m空間群[12-13]，一般A離子為二價的Zn2+、Cu2+、Ni2+、Mg2+等，B 離子為三價的 Al3+、Fe3+、Mn3+等[14-15]。尖晶石型氧化物是一種禁帶寬度較窄、具有可見光響應能力和光化學穩定性的新型半導體光催化材料。同時，尖晶石型氧化物含有磁性金屬（如鐵氧體），可分離回收，降低成本，但它的帶隙較窄，光生電子和空穴易復合，影響了光催化活性。因此，如何快速分離光生電子和空穴，是增強光催化活性的一個重要因素[16]。本文綜述了近年來用于提高尖晶石氧化物光催化活性的改性方法，以期為光催化材料的研究提供參考。

1 尖晶石型氧化物的制備方法

1.1 共沉淀法

共沉淀法是在2種或2種以上陽離子的混合溶液中加入沉淀劑，使其形成均勻的沉淀，再通過熱分解獲得相應的粉末顆粒。……