TiO2-yNx纳米光催化剂的制备及其可见光响应机理

TiO2-yNx纳米光催化剂的制备及其可见光响应机理 TiO2-yNx纳米光催化剂的制备及其可见光 响应机理 第27卷第12期 2010年12月 应用化学 CHINESEjoURNALOFAPPLIEDCHEMISTRY Vo1.27No.12 Dec.2O1O . TiO2一Nx纳米光催化剂的制备及其可见光响应机理 王城英姜洪泉李井申卢智宇闫盼盼 (哈尔滨师范大学化学化工学院哈尔滨150500) 摘要利用溶胶一凝胶技术,以尿素为氮源,采用原位掺杂方式制备了TiO…N纳米粉体;以亚甲基蓝(MB) 溶液在可见光F的光催化降解评价其可见光催化活性;考察了体系初始pH值,N的掺杂量和焙烧温度对样 品可见光催化活性的影响.结合XRD,XPS,ESR和DRS测试技术,研究了N掺杂纳米TiO的可见光响应机 理.研究结果表明,TiO…N纳米粉体的优化制备 工艺 钢结构制作工艺流程车尿素生产工艺流程自动玻璃钢生产工艺2工艺纪律检查制度q345焊接工艺规程 条件为:体系初始pH=0.52,掺杂比n(N):n(Ti): 1:6,焙烧温度为440?.此条件下制备的样品N含量为0.77%,为单一的锐钛矿相,平均粒径为19.0gin,具 有良好的可见光催化活性.N掺杂导致TiO,纳米粉体的表面羟基含量增加,形成了大量束缚单电子的氧空 位;N取代晶格O形成了N—Ti,O和0一N—键合结构.N掺杂导致TiO纳米粒子的吸收带边红移,对可 见光的吸收能力明显增强,这表明N掺杂改变TiO:电子结构,使带隙窄化,降低光 响应阈值.N掺杂TiO纳米 粒子的可见光响应归因于N取代掺杂形成的掺杂能级与氧空位形成的缺陷能级共同作用所致. 关键词纳米TiO,氮掺杂,溶胶一凝胶,可见光响应,光催化 中.图分类号:O614.4;0643.3文献标识码:A文章编号:1000-0518(2010)12.1413-06 DOI:10.3724/SP.J.1095.2010.00038 近年来,光催化氧化技术作为一种高级氧化技术,为解决日益严重的环境污染和能源危机带来新机 遇.在众多半导体光催化 材料 关于××同志的政审材料调查表环保先进个人材料国家普通话测试材料农民专业合作社注销四查四问剖析材料 中,纳米TiO,具有光催化效率高,氧化还原能力强,化学稳定性好,耐光腐 蚀性,生物无毒性,价格便宜,原料易得等优点,最具应用开发潜能.然而,纳米TiO的禁带宽度大(锐 钛矿TiO,为3.2eV),仅响应波长小于387llm的紫外光,太阳光谱中紫外光只占5%左右,太阳能利用 率低;光生载流子的复合速率快,载流子的界面电荷转移率低,导致光量子效率低;这些缺点严重制约了 光催化技术的实用化进程.如何将纳米TiO.的光响应范围拓宽至可见光区,抑制光生载流子的复合, 提高量子化效率进而提高纳米TiO的可见光催化活性,成为目前世界范围的研究热点之一. 非金属掺杂是拓宽纳米TiO,的光谱响应范围至可见光区的有效手段.1986年Sato等发现N掺 杂可使TiO具有可见光活性,但一直未引起重视,直至2001年Asahi等在《Science}上报道N替代少 量的晶格氧可使TiO:带隙变窄,产生可见光活性.由此,非金属对TiO掺杂改性得到广泛研究.研究表 明,N,S,F,B,I,C等非金属掺杂均能不同程度地改善纳米TiO的可见光催化活性,其中以N掺杂TiO 体系的研究最活跃j.N掺杂方法包括溶胶一凝胶法,离子注入法,溅射法,化学气相 沉积,分解含N的 有机前驱物等,其中溶胶.凝胶法,能满足TiO纳米结构的要求,具有纯度高,均匀性好且化学计量可 控等优点.目前,对于N掺杂TiO可见光响应的机理尚存在争议.Asahi等认为N.轨道与O轨 道杂化导致TiO的禁带变窄,是N掺杂TiO对可见光响应增强的原因;lrie等提出N取代了TiO晶 格中的部分0原子,在价带上方形成了一个独立的窄的N能带,导致N掺杂TiO粉体对可见光产生响 应;Ihara等..认为掺杂的N取代了TiO晶界上的氧空位,阻止氧空位再次氧化,氧空位是其光响应范 围扩展到可见光区的关键;Sato等则将N掺杂TiO,粉体的可见光响应归因于NO等的杂质敏化. 本文以开发具有可见光催化活性的粉体为目的,采用酸催化的溶胶一凝胶技术,以钛酸四丁酯和尿 素为原料,建立了TiO…N纳米粉体的原位掺杂制备工艺;利用多种表征手段,研究了制备粉体的晶相 结构,晶粒尺寸,表面态及光吸收性能,并探讨了TiO…N纳米粉体的可见光响应机制.为进一步开发 设计新型可见光响应高活性光催化材料提供理论指导和实验技术支持. 20104)1—18收稿,201O-047修同 黑龙省教育厅科学技术研究项目(J155?15),哈尔滨师范大学青年学术骨于资助 计划 项目进度计划表范例计划下载计划下载计划下载课程教学计划下载 项日(08XBSK89) 通讯联系人:姜洪泉,男,教授;E—mail:h,q.jiangl119@I63.-onl;研究方向:环境功能纳米材料的制备及应用技术 应用化学第27卷 1实验部分 1.1试剂和仪器 钛酸四丁酯,无水乙醇,尿素和浓硝酸均为 分析 定性数据统计分析pdf销售业绩分析模板建筑结构震害分析销售进度分析表京东商城竞争战略分析 纯试剂;亚甲基蓝和氢氧化钠均为 化学纯,二次蒸馏 水(自制).UV762型紫外一可见分光光度计(上海精密科学仪器有限公司);ShimadzuXRD-6000型转靶 x射线衍射仪(日本岛津);PHI5700型(ESCASystem)x射线光电子能谱仪(美国物理电子公司); ER4119HS一2100型电子顺磁共振波谱仪(德国BrukerBiospin公司);ShimadzuUV一2550型紫外一可见分 光光度计(日本岛津). 1.2光催化剂的制备 将12mL钛酸四丁酯在搅拌条件下缓慢滴加至24mL无水乙醇中,形成透明溶液(A);另将一定量 的尿素(s)溶于24mL无水乙醇和10mL二次蒸馏水中,再加入浓硝酸调节pH值,形成透明溶液(B). 将B溶液在剧烈搅拌下缓慢滴加到A溶液中,可形成淡黄色透明溶胶,将该溶胶放置48h可得其凝胶. 在80?下干燥12h,形成松散的深褐色干粉,然后将其置于马福炉中,在一定温度下焙烧2h,制得淡黄 色的N掺杂TiO纳米粉体.按同样方法,不加掺杂剂,干凝胶经520?焙烧制得未掺杂TiO纳米粉体. 1.3光催化剂的可见光催化活性评价 以亚甲基蓝(MB)水溶液在可见光下的光催化降解为探针反应,评价纳米复合粉体的可见光催化 活性.在100mL夹层烧杯中,将0.050g纳米粉体分散于40mL初始浓度为2.8X10.mol/L的MB溶 液中,控制溶液pH值为9.0左右,避光超声分散15min后置于500W卤钨灯下距灯管35cm处,采用 滤光片(A>400nm)覆盖在烧杯上以滤去紫外光部分,烧杯四周采用抗紫外隔热套以滤去散射的紫外 光,室温磁力搅拌下光照1h,取30mL反应液进行高速离心30min后取一h清液 5mL摇匀,用紫外.可 见分光光度计在波长664nm下测定MB溶液的吸光度.在一定浓度范围内MB溶液的吸光度与浓度成 正比,以吸光度代替浓度计算去除率,此为MB溶液的总去除率.由于MB的去除既有光催化降解作用, 又有吸附作用,故同时做相同条件下避光吸附的空白试验,从总去除率中扣除吸附去除率即为光催化去 除率,以此来表征催化剂的可见光催化活性. 2结果与讨论 2.1可见光响应TiO:,N纳米粉体的制备工艺 2.1.1体系初始pH值对TiO,…N纳米粉体可见光催化活性的影响依本文1.2节制备方法,在掺杂 比(N/Ti物质量之比)为n(N):n(Ti)=1:6,焙烧温度440oC,不同体系初始pH值下制得TiON纳米 粉体的可见光催化活性如图1所示.由图I可见,在实验范围内,随体系初始pH值减小,样品吸附能力 总体呈上升趋势. 说明 关于失联党员情况说明岗位说明总经理岗位说明书会计岗位说明书行政主管岗位说明书 加酸有效抑制钛酸四丁酯水解,导致样品晶粒变小,比表面增大,吸附性能提高, 有利于光活性的发挥?.样品的可见光催化活性先随体系初始pH值减小而逐渐增大,当pH=0.52 时,样品的可见光催化活性最高,对MB溶液的可见光催化脱色率达35.2%;继续减小pH值,样品的呵 见光催化活性明显降低,说明此时样品粒径减小和比表面积增大对可见光催化活性的影响已不起主导 作用,由于酸用量过多,将强烈抑制钛酸四丁酯水解,造成水解不完全,导致样品的光催化活性降低. 2.1.2掺杂量对TiO…N纳米粉体可见光催化活性的影响在体系初始pH=0.52,焙烧温度440oC, 掺杂比分别为0:1,1:8,1:6,1:4,1:2时制得TiON纳米粉体的可见光催化活性见图2. 由图2可见, N掺杂能明显改善纳米TiO,的可见光催化活性;当掺杂比n(N):n(Ti)=1:6时,样品的可见光催化活 性最高,对MB溶液的可见光催化脱色率达35.2%,远远高于未掺杂TiO,的0.88%;增大和减小掺氮量 均会导致样品的可见光催化活性降低.这可能是因为N掺杂浓度较小时,随掺氮量增加,样品杂质能级 或缺陷能级增多,有利于样品对可见光的响应;当掺杂量达到一定程度后,随掺杂量增加,晶体表面的缺 陷过多,它们会成为光生e一/}-的复合中心,降低样品的量子产率,导致样品可见光催化活性降低. 2.1.3焙烧温度对TiO,一N纳米粉体可见光催化活性的影响在体系初始pH=0.52,掺杂比 凡(N).,2(Ti)=1:6,分别经320,380,440,500,560oC焙烧2h制得的TiON纳米粉体的叮见光催化活 第12期王城英等:TiO:N纳米光催化剂的制备及其可见光响应机理1415 图1体系初始pH值对TiO…N纳米粉体 可见光催化活性的影响 Fig.1InfluenceoforiginalpHvalueonthe photocatalyticactivitiesofTiO2…N nanoparticlesundervisible—light ..totalremovalrate;b.absorptiveremovalrate; cphotocatalytiedegrationrate 性如图3所示.由图3可见,随焙烧温度的升高,样 品的可见光催化活性明显增强,当焙烧温度达到 440?时,对MB溶液的可见光催化脱色率最高.分 析认为,随着焙烧温度升高,样品晶化程度不断提 高,晶粒逐渐长大,比表面逐渐降低,吸附能力总体 呈降低趋势.而样品在可见光下活性的变化规律与 之不同,因为样品光活性受晶体结构,晶粒尺寸,电 子结构,表面态及吸光性能多种因素影响.经440 cC焙烧制得粉体呈淡黄色,由于N掺杂形成的杂质 能级和缺陷能级导致了样品对可见光响应,从而显 示出良好的可见光催化潘J生;继续升高温度,样品颜 色逐步变浅,说明高温热处理促使氮流失,有效掺氮 量降低,且随着晶粒增长,晶格完整程度提高,表面 缺陷大量减少,均会导致样品的可见光催化活性降 低. 根据上述实验结果,可以确定可见光响应 TiO:…N纳米粉体的最佳制备工艺条件为:体系初 n(N):"(Fi) 图2N掺杂量对TiO2_yN纳米粉体 可见光催化活性的影响 Fig.2Influenceofdopingcontentofnitrogenon thephotocatalyticactivitiesofTiO2一 r N nanoparticlesundervisible—light a.totalremovalrate;b.absorptiveremovalrate; c.photocatalyticdegrationrate Calcinationtemperature/? 图3焙烧温度对TiO2…N纳米粉体 可见光催化活性的影响 Fig.3Influenceofcalcinationtemperatureon thephotoeatalyticactivitiesofTiO2… N nanopartielesundervisible—light a.totalremovalrate;babsorptiveremovalrate; c.photoeatalytiedegrationrate 始pH=0.52,掺杂比n(N):n(Ti)=1:6,焙烧温度440oC.本文采用的合成方法及原料与任凌等副报 道一致,本文确定的最佳掺杂比(n(N):n(Ti)=1:6),远远低于文献报道的掺杂比(//,(N):n(Ti)=4: 1),大大降低了原料尿素的用量;另一方面,本文确定的最佳焙烧温度440oC也明显低于文献报道值500 ?,工艺条件相对温和,降低了能耗,更具产业化开发优势. 为进一步认识N掺杂引起纳米TiO:可见光活性的本质,对分别在优化条件下制备的N掺杂和未掺 杂TiO:纳米粉体进行了结构和性能表征,通过对比,研究了N掺杂TiO:纳米粉体的可见光响应机制. 2.2催化剂的表征 2.2.1XRD分析图4和表1显示了N掺杂和未掺杂TiO纳米粒子的XRD分析结果.结果表明,经 520oC焙烧的未掺杂TiO纳米粒子呈双相结构,锐钛矿相占94%,其平均晶粒粒径为24.5HITI;样品中 出现了6%金红石相,其平均晶粒粒径为3I.2nm;且20=25.3.对应锐钛矿相(101)晶面的特征衍射峰 应用化学第27卷 峰形尖锐,衍射强度较大,(101)晶面间距较小,晶 格畸变度小,结晶度高,晶型完整.N掺杂样品的 XRD图中仅出现锐钛矿相TiO:的特征衍射峰,并未 检出氮化物的衍射峰,这是因为样品含N量较低, 受仪器精度所限未能检出.N掺杂样品为单一的锐 钛矿相,平均晶粒粒径为l9.0nm;可见,N掺杂样 品的粒径较小,衍射峰变宽且强度减弱,(101)晶面 间距和品格畸变度增大,结晶度降低.结合XPS分 析结果认为,N离子半径(0.171nm)大于0离 子半径(0.132nm)",掺杂的N取代TiO,品格中 O,导致晶面间距和晶格畸变度增大,结晶度降 低;另外,样品表面产生的大量氧空位致使晶格畸变 度增大?,热处理温度降低也导致结晶度降低. 20/(.) 图4N掺杂和未掺杂TiO纳米粒子的XRD图 Fig.4XRDpatternsofTiO2nanoparticles withandwithoutN—doping 表1N掺杂和未掺杂TiO纳米粒子的XRD分析结果 Table1AnalysisresultsofXRDforTiO2nano-particleswithandwithoutN-doping 2.2.2XPS分析由样品XPS测试可看出,Ti2.峰对称地分布于458.62eV(2p)和464.62eV (2p),可以确定1ri元素主要以Ti(TiO)形式存在.,未检测到Ti?的存在.O的电子结合能为 529.85eV,可以确定0元素主要以0形式存在.对O峰进行了拟合处理(表2)结果表明,样品表面 的氧物种以晶格氧和羟基氧2种结合状态存在;N掺杂导致样品表面羟基含量明显增加.表面羟基在 光催化反应中具有重要作用,它能够捕获光生空穴生成强氧化剂?OH自由基,降低e一/h复合几率,提 高量子化效率;同时,表面羟基也是有机分子的吸附中心,有利于光催化活性的发挥.N掺杂样品的 n(0)/n(Ti)=1.85,明显低于2,说明样品表面存在一定量氧空位.Chen等?理论计算表明,N掺杂能 降低氧空位的形成能量,同时氧空位的存在也会降低N取代O原子所需的能量,即N取代掺杂与氧空 位的形成相互促进.根据电中性原理,从电荷补偿角度看,2个N取代3个O一必然伴有氧空位形成. 纳米粒子的XPS分析结果 表2N掺杂和未掺杂TiO: Table2XPSresultsofTiO2nanoparticleswithandwithoutN-doping XPS分析表明,掺杂样品中N含量为0.77%.N的特征峰存在肩峰(见图5),拟合结果显示N特 征峰出现在结合能398.98和400.92eV处,表明样品中N元素以2种结合状态存在.目前,对XPS光 谱中N的归属还存在许多争议,通常氮化钛中N特征峰结合能应为396,397eV【5A83.此处398.98eV 的特征峰应归于N取代了晶格中的氧原子所形成的Ti—N键中N峰位,说明掺杂N取代0原子进入 TiO:晶格,形成了N—Ti—O键合结构?,占40.9%;400.92eV的特征峰应归于0一N一]ri键合结构 的形成,占59.1%.分析认为,由于0的电负性大于N,N—Ti—O键和O—N—rri键中O原子的存 在将导致N原子价轨道的电子云密度降低,从而减弱对内层轨道的屏蔽作用,使内层轨道电子与原子 核的相互作用增强,结果引起XPS谱上轨道结合能向高端位移. 2.2.3ESR分析图6给出了N掺杂TiO,纳米粒子的ESR谱.由图6可见,N掺杂样品的ESR峰为 第12期王城英等:TiO…N纳米光催化剂的制备及其可见光响应机理 g:2.0037(3.467×10T),一般认为g=2.0034- 0.001为单电子氧空位的ESR峰特征值,此处的 信号应归属于氧空位捕获一个电子引起的,形成具 有S=1/2的顺磁共振源,表现出稳定的ESR信号. ESR谱中未出现.ri"的信号(gl=1.93,g2= 1.98[21:).未掺杂样品ESR峰为g=2.0033,该信 号也应归属于束缚单电子的氧空位.然而,特别值 得注意的是,N掺杂样品信号强度是未掺杂样品信 号强度的213倍.由于信号强度存在数量级的差 异,这里没有给出未掺杂样品的ESR谱.显然,ESR 分析结论与XPS分析结果一致,进一步证实了N掺 杂导致TiO纳米粒子表面形成了大量束缚单电子 的氧空位.氧空位也是影响光活性的重要因素,它 Bindingenergy/eV 图5N掺杂TiO纳米粒子表面N的XPS谱 Fig.5XPSspectraoftheNhonthesurface ofTiO2nanoparticleswithN—doping 是光生电子的俘获中心,有效抑制光牛e一/h的复合,提高量子化效率;而且氧空位能够促进O:的吸 附,有利于被俘获的光生电子与吸附氧结合生成0?,从而提高光活性 IMagneticfieldstrengtlt/T/n 图6N掺杂TiO.纳米粒子的ESR谱图7N掺杂和末掺杂TiO:纳米粒子的 Fig.6ESRspeetrunlofTiO2UV—Vis漫反射光谱图 nanoparticleswithN-dopirFig.7UV—VisdiffusiVereflections}lectraofTiO2 nanoparticleswithandwithoutN—doping 2.2.4DRS分析半导体光催化材料具有可见光吸收能力是发挥可见光催化活性的必要条件.图7 给出了N掺杂和未掺杂FiO纳米粒子的uV—Vis漫反射光谱图.由图7可见,N掺杂导致样品的吸收带 边红移了5nm,光响应域值降低,说明N掺杂改变了晶体的电子结构,使带隙变窄.N掺杂样品比未掺 杂样品对紫外光的吸收略有增强,可以理解为掺杂样品的晶粒变小,比表面增大,吸光能力增强,导致反 射率降低.显然,N掺杂样品在可见光区的光吸收能力显着提高.分析认为,N取代晶格O形成_『 N—Ti一0和0一N—rri键合结构,N取代掺杂在价带上方0.14eV引人杂质能级?;另一方面,晶粒表 面存在的大量稳定的氧空位能够在导带下方0.75,1.18eV产生缺陷能级?,二者协同作用致使带隙 窄化,导致光吸收带边红移,从而产生叮见光活性. 参考文献 1ZhaoXJ,ZhaoQN,YuJG,LiuBS.JCrystalSolids[J],2008,354:1424 2JIANGHong—Quan(姜洪泉),WANGPeng(王鹏),XIANHeng—Ze(线恒 泽).AetaChimSin(化学)[J],2006, 64(2):145 3SHIJian—Wen(石建稳),CHENShao—Hua(陈少),WANGShn—Mei(_十淑 梅),LUOHong—Yuan(罗红元).CbemInd EngProg(China)(化工进展)[J],2009,28(2):251 4Sat()S.ChLettJ],1986,1.23(122):126 l418应用化学第27卷 l4 15 l6 l7 18 l9 2O 21 22 AsahiR,MorikawaT,OhwakiT,AokiK,TagaY.Science[J],2001,293:269 IrieH,WatanabeY,HashimotoK.JPhysChemB[J],2003,107(23):5483 lharaT,MiyoshiM,lriyamaY,Marsumato0,SugiharaS.ApplCatalB:Environ[J],2003,42(4 ):403 SatoS,NakamuraR,AbeS.ApplCatalA:General[J],2005,284:131 PengF,CaiLF,HuangL,YuH,WangH.jPsChemSolids1,2008.691657 PomoniK,VomvasA,TrapalisC.JNon—CrystalSolids[J],2008,354:4448 XingMY,ZhangJL,ChenF.ApplCatalB:Environ[J],2009,89:563 FENGGuang—Jian(冯光建),LIUSu—Wen(刘素文),XIUZhi—Liang(修志 亮),YUJiao—Xian(俞娇仙),LUOJie(罗 杰).JChineseRareEarth[J],2008,26(2):148 RENLing(任凌),YANGFa—Da(杨发达),ZHANGYuan—Ming(张渊 明),YANGJun(杨骏),LIMing—Yu(李明玉). ChineseJbwrgChem(无机化学)[J],2008,24(4):541 LiuBS,WenLP,ZhaoXJ.SolEnergyMaterSolCells[J],2008,92:1 NakanoY,MorikawaT,OhwakiT,TagaY.Chem[J],2007,339:20 LiYZ,HwangDS,LeeNH,KimSJ.ChemPhysLett[J],2005,404:25 ChinQL,TangCQ,ZhengG.PhysB:CondenMatterrJ,2009,404:1074 SathishM,ViswanathanB,ViswanathR.P,GopinathCS.ChemMater[J],2005,17(25):6349 Rengifo— HerreraJA,MMczarskiE,MielczarskiJ,CastilloNC,KiwiJ,PulgarinC.AppICatalB:EnvironlJJ,2008,84: 448 SunHQ,BaiY,ChengYP,JinWQ,XuNP.IndEngChemRes[j],2006,45:4971 ChenXF,WangXC,HouYD,HuangJH,wHI,Fuxz.JCatal[J],2008,255:59 JINGLi—Qiang(井立强),SUNXiao—Jun(孙晓君),CAIWei—Min(蔡伟民),LIXiao— Qian(李晓倩),FUHong—Gang(付 宏刚),HOUHai—Ge(候海鸽),FANNai-Ying(范乃英).ActaChimSin(化 学)[J],2003,61(8):1241 PreparationandVisible—lightResponsiveMechanism ofNanoscaleTiCz— j, Photocatalyst WANGCheng—Ying,JIANGHong—Quan,LIJing—Shen,LUZhi—Yu,YANPan—Pan (SchoolofChemistryandChemicalEngineering,HarbinNormalUniversity,Harbin150500) AbstractTiO2一 Nnanoparticleswerepreparedbyinsitudopingsol?gelmethodusingureaasthenitrogen source.Theirvisible— lightphotocatalytieactivitywasevaluatedbythephotocatalyticdegradationofmethylene blue(MB)inanaqueoussolutionundervisible— lightirradiation.TheeffectsoforiginalpHvalue,nitrogen- dopingcontentandcalcinationtemperatnreontheas— preparedsampleswereinvestigated.Thevisible-light responsivemechanismoftheN— dopedsamplewasstudiedbymeansofXRD,XPS,ESRandDRS.Theresults showthattheoptimalconditionsforthepreparationofTiO2…Nnano— particlesareasfollows:originalpH value0.52,dopingproportionofn(N)ton(Ti)1:6,andcalcinationtemperature440?.Theas —prepared sampleofsingleanatasephasewith0.77%Natomsandwithaveragecrystalsize19.0nmexhibitsagood visible— lightphotocatalyticactivity.N-(1opingleadstoincreasingthesurfacehydroxylgroupsandfo rming abundantsurfaceoxygenvacanciesboundingsingle-electrons.TheOatomsintheTiO2latticearesubstituted bythedopedNatomssothatformtheN一1ri—Oand0一N—Tibondingstructures.N— dopingresultsina remarkablered— shiftoftheTiO2absorptionband-edgeandsignificantlyincreasestheabsorptionofvisible— light.TheresultsindicatethatN?dopingchangestheelectronicstructureofTiO2anddecrease stheband—gap. Thevisible-.1ightresponseoftheN?-dopedsampleisascribedtoasynergeticeffectofimpurit yanddefectenergy levelsthatareoriginatedfl'omthesubstitutionalN— dopingandtheformationofoxygenvacanciesaccordingly. Keywordsnanotitania,N—doping,sol—gel,visible—lightresponse,photocatalysis 567890?2