ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

ĐỖ THỊ TUYÊN

NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ, KHẢO SÁT HOẠT TÍNH QUANG XÚC
TÁC CỦA BỘT TITAN ĐIOXIT KÍCH THƢỚC NANO ĐƢỢC
BIẾN TÍNH BẰNG PHOTPHO

Chuyên ngành: Hóa vô cơ
Mã số

: 60440113

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC

Hà Nội - 2013


ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI
TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN
---------------------

ĐỖ THỊ TUYÊN

NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ, KHẢO SÁT HOẠT TÍNH QUANG XÚC
TÁC CỦA BỘT TITAN ĐIOXIT KÍCH THƢỚC NANO ĐƢỢC
BIẾN TÍNH BẰNG PHOTPHO

Chuyên ngành: Hóa vô cơ

chị nghiên cứu sinh và học vi n cao học hoa Hóa học đã tạo điều kiện thuận lợi,
nhiệt tình giúp đỡ em rất nhiều từ những ngày đầu em tiếp cận nghiên cứu đề tài
này.
Cuối c ng em in chân thành cảm ơn đến những người thân trong gia đình,
thầy cô và ạn è đã dành cho em sự động vi n, h ch ệ trong suốt thời gian học
tập và nghiên cứu.
Xin chân thành cảm ơn!
Hà Nội, tháng 12 năm 2013
Học Viên

Đỗ Thị Tuyên

2


MỤC LỤC
MỞ ĐẦU ........................................................................................................................ 4
CHƢƠNG 1: TỔNG QUAN......................................................................................... 3
1.1. Giới thiệu titan đioxit kích thƣớc nano mét ...................................................... 3
1.1.1. Cấu trúc và tính chất vật lý của TiO2 ................................................................... 3
1.1.2. Giản đồ miền năng lƣợng của anata và rutin .................................................. 5
1.1.3. Tính chất hóa học của titan đioxit ..................................................................... 6
1.1.4. Các ứng dụng của vật liệu TiO2 kích thƣớc nm .............................................. 7
1.2. Cơ chế của phản ứng quang xúc tác với TiO2 kích thƣớc nano mét .............. 10
1.3. Giới thiệu về TiO2 kích thƣớc nano mét biến tính ............................................. 13
1.3.1 Biến tính cấu trúc TiO2 bởi kim loại ................................................................... 14
1.3.2. Biến tính cấu trúc TiO2 bởi phi kim loại............................................................. 15
1.3.3. Biến tính TiO2 bởi hỗn hợp kim loại và phi kim ................................................ 16
1.4. Phƣơng pháp điều chế vật liệu TiO2 nano biến tính ......................................... 17
1.4.1. Giới thiệt các phương pháp điều chế vật liệu TiO2 nano biến tính .................. 17

3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ TBOT trong IPA ................................................ 44
3.1.3. Khảo sát nhiệt độ nung ....................................................................................... 44
của các mẫu P-TiO2 với tỉ lệ P/Ti = 5% ....................................................................... 47
3.1.4. Khảo sát thời gian nung...................................................................................... 51
3.2. Quy trình điều chế P-TiO2 dạng bột kích thƣớc nm có hoạt tính quang xúc
tác cao dƣới bức xạ của đèn compact ......................................................................... 53
3.2.1. Quy trình điều chế P-TiO2 ................................................................................ 53
3.2.2. Cách tiến hành .................................................................................................... 53
3.2.3. Các đặc trƣng cấu trúc và tính chất của sản phẩm ........................................ 54
3.3. KHẢO SÁT KHẢ NĂNG QUANG XÚC TÁC TRONG VIỆC PHÂN HỦY
PARAQUAT CÓ TRONG THUỐC TRỪ CỎ.............................................................. 58
3.3.1. Khảo sát một số yếu tố ảnh hưởng đến quá trình phân hủy paraquat trên
bột P-TiO2 ...................................................................................................................... 58
3.3.2. Khảo sát khả năng phân hủy paraquat trên bột TiO2, P-TiO2................................ 66
Kết luận chung.............................................................................................................. 70
KẾT LUẬN ................................................................................................................... 71
TÀI LIỆU THAM KHẢO ........................................................................................... 72

4


DANH MỤC BẢNG

Bảng 1.1. Một số tính chất của dạng anata và rutin ................................................ 4
Bảng 1.2: Sản lƣợng titan đioxit trên thế giới qua một số năm. ........................... 7
Bảng 2.1. Nồng độ của dung dịch MB và độ hấp thụ quang. ................................ 33
Bảng 2.1. Nồng độ của dung dịch MB và độ hấp thụ quang. ................................ 34
Bảng 3.1. hiệu suất phân hủy quang của các mẫu nghiên cứu ............................ 41
Bảng 3.2. kích thước hạt và thành phần pha của các mẫu nghiên cứu ....................... 48
Bảng 3.3. hiệu suất phân hủy quang của các mẫu nghiên cứu ............................ 49

Hình 2.5. Đồ thị và phương trình đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc giữa độ
hấp thụ quang Abs và nồng độ xanh metylen ............................................................ 33
Hình 2.6. Đồ thị và phương trình đường chuẩn biểu diễn sự phụ thuộc giữa độ
hấp thụ quang Abs và nồng độ paraquat ................................................................... 35
Hình 2.7. Dạng đồ thị của phương trình BET để tính diện tích bề mặt riêng ......... 38
Hình 3.1. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của tỉ lệ % mol P/TiO2 ................................. 42
đến hiệu suất phân hủy quang của các mẫu nghiên cứu. ........................................ 42
Hình 3.2: Phổ EDS và thành phần hóa học của sản phẩm P-TiO2 ......................... 43
Được điều chế với tỉ lệ P/TiO2 = 5%........................................................................... 43
3.1.2. Khảo sát ảnh hưởng của tỷ lệ TBOT trong IPA .............................................. 44
3.1.3. Khảo sát nhiệt độ nung ..................................................................................... 44
Hình 3.3: Giản đồ phân tích nhiệt của mẫu TiO2 không biến tính photpho ............ 45
Hình 3.4: Giản đồ phân tích nhiệt của mẫu biến tính photpho tỉ lệ P/TiO2= 5 % .. 45
1


Hình 3.5. Giản đồ XRD phụ thuộc vào nhiệt độ nung .............................................. 47
của các mẫu P-TiO2 với tỉ lệ P/Ti = 5% ..................................................................... 47
Hình 3.6. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của nhiệt độ nung gel đến hiệu suất phân
hủy quang xúc tác của mẫu sản phẩm ứng với tỷ lệ P/TiO2 = 5% mol (đường1) và
0% mol (đường 2) ........................................................................................................ 49
Hình 3.7. Đồ thị biểu diễn ảnh hưởng của thời gian nung đến hiệu suất phân hủy
quang xúc tác .............................................................................................................. 52
Hình 3.8. Sơ đồ quá trình thực nghiệm điều chế bột nano P-TiO2 theo phương
pháp sol-gel. ................................................................................................................. 53
Hình 3.9. Giản đồ nhiễu xạ tia X của hai mấu sản phẩm ứng với tỷ lệ P/TiO2 =
5% mol (giản đồ trên) và 0% mol TiO2 (giản đồ dưới) đã được nung ở nhiệt độ
650oC. ........................................................................................................................... 54
Hình 3.10: Ảnh TEM của bột P-TiO2 với tỉ lệ % mol P/TiO2 = 5%.......................... 55
Hình 3.10:Phổ UV-Vis của mẫu P-TiO2(tỉ lệ P-TiO2= 5%, nhiệt độ nung là

Viết tắt
Tiếng Việt
Tiếng Anh
BET
Phương pháp xác định bề mặt riêng BET Brunauer-Emmett-Teller
CB
Dải dẫn
Conduction band
DSC
Nhiệt lượng vi sai quet
Differential ScanningCalorimetry
Spectrormetry
DTA
Phân tích nhiệt vi sai
Differential thermal analysis
EDS
Phổ tán xạ năng lượng tia X
Energy disiersive X-Ray
Spectrormetry
e
Điện tử quang sinh
electron formed upon
illumination of a semiconductor
Eg
Năng lượng dải trống
Band gap energy
eV
Đơn vị năng lượng tính theo eV
Electron volts
IR

•O2
Ion gốc siêu oxit
Superoxide ion radical
OH•
Gốc hydroxyl
Hydroxyl radical
PD
Paraquat
Paraquat
SN1
Thế ái nhân đơn phân tử
Unimolecular nucleophilic
substitution
SN2
Thế ái nhân nhị phân tử
Bimolecular nucleophilic
substitution
TBOT Tetra-n-butyl octotitanat
Tetra-n-butyl orthotitanat
TEM
Kính hiển vi điện tử truyền qua
Transmation Elestronic
Microscopy
TGA
Phân tích nhiệt trọng lượng
Thermal Gravimetric Analysis
TTIP
Titan tetraisopropoxit
Titanium TetraIsopropoxit
UV

xúc tác của TiO2 thể hiện ở 3 hiệu ứng: quang khử nước trên điện cực TiO2, tạo bề
mặt siêu thấm nước và quang xúc tác phân hủy chất hữu cơ dưới ánh sáng tử ngoại
λ < 380 nm. Vì vậy hiệu nay vật liệu TiO2 đang được nghiên cứu và sử dụng nhiều,
nhất là trong lĩnh vực xử lý môi trường nước và khí với vai trò xúc tác quang.
Tuy nhiên phần bức xạ tử ngoại trong quang phổ mặt trời đến bề mặt trái đất
chỉ chiếm ~4% nên việc sử dụng nguồn bức xạ này vào mục đích xử lý môi trường
với xúc tác quang TiO2 bị hạn chế. Để mở rộng khả năng sử dụng năng lượng bức
xạ mặt trời cả ở vùng ánh sáng nhìn thấy vào phản ứng quang xúc tác, cần giảm
năng lượng vùng cấm của TiO2. Để đạt mục đích đó, nhiều công trình nghiên cứu
đã tiến hành đưa các ion kim loại và không kim loại lên bề mặt hoặc vào cấu trúc
TiO2. Hiện nay, người ta nghiên cứu điều chế, ứng dụng 4 loại vật liệu quang xúc
tác trên cơ sở TiO2: TiO2 tinh khiết, TiO2 được biến tính bằng phi kim, TiO2 được
biến tính bằng kim loại và TiO2 được biến tính bằng hỗn hợp kim loại và phi kim.

1


Cho đến nay, số công trình nghiên cứu biến tính TiO2 kích thước nm khá lớn,
tuy nhiên tập trung mới chỉ có một số ít công trình nghiên cứu biến tính TiO2 kích
thước nm bằng các hợp chất chứa photpho. Sở dĩ biến tính TiO2 kích thước nm
bằng các hợp chất photpho chưa được nghiên cứu nhiều vì các hợp chất chứa
photpho ít được sử dụng trong các quá trình điều chế như N, S,.. Tuy nhiên, đã có
một số công trình nghiên cứu cho thấy các hợp chất photpho có khả năng làm thay
đổi cấu trúc và tính chất quang xúc tác của vật liệu bột TiO2 kích thước nm. Tuy
nhiên do số công trình công bố chưa nhiều và vì vậy nhiều vấn đề trong quá trình
điều chế cần phải làm rõ. Vì vậy tôi đặt vấn đề nghiên cứu xây dựng quy trình:
“Nghiên cứu điều chế, khảo sát hoạt tính quang xúc tác của bột titan đioxit kích thước
nano được biến tính bằng photpho”.

2

của mỗi hình tám mặt và cách gắn kết giữa chúng. Hình tám mặt trong rutin là
3


không đồng đều do có sự biến dạng hệ trực thoi yếu. Các hình tám mặt trong anata
bị biến dạng mạnh hơn, vì vậy mức đối xứng của hệ là thấp hơn rutin. Khoảng cách
Ti – Ti trong anata (3.04 Å) lớn hơn trong rutin (2.96 Å), còn khoảng cách Ti - O
trong anata lại ngắn hơn so với rutin. Trong cấu trúc rutin, mỗi hình tám mặt được
gắn kết với mười tám hình tám mặt lân cận (hai hình tám mặt chung cạnh và tám
hình tám mặt chung oxy ở đỉnh). Trong cấu trúc anata, mỗi hình tám mặt được tiếp
xúc với tám hình tám mặt lân cận (bốn hình tám mặt chung cạnh và bốn hình tám
mặt chung oxy ở đỉnh) hình thành chuỗi các mắt xích zich zắc xoắn quanh trục. Vì
vậy, anata có tỷ khối nhỏ hơn rutin và khoảng cách Ti – Ti lớn hơn [39].
Những sự khác nhau trong cấu trúc mạng lưới dẫn đến sự khác nhau về tỷ
khối và cấu trúc điện tử giữa hai dạng thù hình rutin và anata của TiO2 và đây là
nguyên nhân của một số sự khác biệt về tính chất giữa chúng (bảng 1.1). Tính chất
và ứng dụng của TiO2 phụ thuộc rất nhiều vào cấu trúc tinh thể các dạng thù hình và
kích thước hạt của các dạng thù hình này. Chính vì vậy khi điều chế TiO2 cho mục
đích ứng dụng thực tế cụ thể người ta thường quan tâm đến kích thước, diện tích bề
mặt và cấu trúc tinh thể của sản phẩm.
Bảng 1.1. Một số tính chất của dạng anata và rutin
Tính chất

Rutin

Anata

Hệ tinh thể

Tứ phương


Chuyển thành rutin khi được
đun nóng ở nhiệt độ cao

4


Ngoài ba dạng thù hình tinh thể nói trên của TiO2, khi điều chế bằng cách
thuỷ phân muối vô cơ của Ti4+ hoặc các hợp chất cơ titan trong nước ở nhiệt độ thấp
người ta có thể thu được kết tủa TiO2 vô định hình. Tuy vậy, dạng này không bền để
lâu trong không khí ở nhiệt độ phòng hoặc khi được đun nóng thì chuyển sang dạng
anata.
1.1.2. Giản đồ miền năng lượng của anata và rutin
TiO2 ở dạng anata có hoạt tính quang hóa cao hơn các dạng tinh thể khác,
điều này được giải thích dựa vào cấu trúc vùng năng lượng. Như chúng ta đã biết,
trong cấu trúc của chất rắn có 3 miền năng lượng là vùng hóa trị, vùng cấm và vùng
dẫn. Tất cả các hiện tượng hóa học xảy ra đều là do sự dịch chuyển electron giữa
các vùng với nhau.
Anata có năng lượng vùng cấm là 3.25 eV, tương đương với một lượng tử
ánh sáng có bước sóng 382nm. Rutin có năng lượng vùng cấm là 3,05 eV tương
đương với một lượng tử ánh sáng có bước sóng 407 nm. Giản đồ năng lượng của
anata và rutin được chỉ ra trên hình 1.2.

Vùng dẫn

Vùng cấm

Vùng
hóa
Vùng hóa

(1.2)

1.1.3. Tính chất hóa học của titan đioxit
TiO2 bền về mặt hoá học (nhất là dạng đã nung), không phản ứng với nước,
dung dịch axít vô vơ loãng, kiềm, amoniăc, các axit hữu cơ.
TiO2 tan không đáng kể trong các dung dịch kiềm tạo ra các muối titanat.

 Na2TiO3 + H2O
TiO2 + 2NaOH 

(1.3)

TiO2 tan rõ rệt trong borac và trong photphat nóng chảy. Khi đun nóng lâu
với axit H2SO4 đặc thì nó chuyển vào trạng thái hoà tan (khi tăng nhiệt độ nung của
TiO2 thì độ tan giảm). TiO2 tác dụng được với axit HF hoặc với kali bisunfat nóng
chảy.
TiO2 + 2H2SO4

200 C
100


0

Ti(SO4)2 + 2H2O

(1.4)

 H2[TiF6] + 2H2O
TiO2 + 6HF 

TiO2 +Na 2CO3 
 Na 2TiO3 +CO2

(1.9)

TiO2 dễ bị hidro, cacbon monooxit và titan kim loại khử về các oxit thấp
hơn.
1000 C
2TiO2  H2 
 Ti2O3  H2O
TiCl4

(1.10)

1750 C
TiO2  H2 
 TiO  H2O

(1.11)

800 C
2TiO2  CO 
 Ti 2O3  CO2

(1.12)

9001000 C
3TiO2  Ti 
2Ti 2O3



Sản lượng (tấn)

800.000

1.200.000

4.200.000

Gần 58% titan đioxit sản xuất được được dùng làm chất màu trắng trong
công nghiệp sản xuất sơn. Chất màu trắng titan đioxit cũng đã được sử dụng một
lượng lớn trong sản xuất giấy, cao su, vải sơn, chất dẻo, sợi tổng hợp và một lượng
nhỏ trong công nghiệp hương liệu. Các yêu cầu đòi hỏi đối với sản phẩm là rất đa
dạng phụ thuộc vào công dụng của chúng.
Titan đioxit là một vật liệu cơ bản trong cuộc sống hằng ngày của chúng ta.
Các nhà quan sát công nghiệp cho rằng lượng titan đioxit tiêu thụ tại một quốc gia
7


có mối quan hệ rất gần với tiêu chuẩn cuộc sống. Hình 1.3 đưa ra biểu đồ dạng cột
về lượng TiO2 sử dụng hằng năm trong lĩnh vực quang xúc tác. Nhìn vào hình 1.3
ta có thể thấy lượng TiO2 sử dụng cho lĩnh vực quang xúc tác chiếm gần 50% trong
những ứng dụng của TiO2 và tăng dần theo thời gian.
Sau đây là một số ứng dụng đáng quan tâm của TiO2 kích thước nm:
Tấn

Năm
Hình 1.3. Lượng TiO2 sử dụng hằng năm trong ĩnh vực quang úc tác
a. Ứng dụng trong xúc tác quang hóa xử ý môi trường
Khi titan thay đổi hóa trị tạo ra cặp điện tử - lỗ trống ở vùng dẫn và vùng hóa

động. Các ion kim loại nặng sẽ bị khử bởi điện tử và kết tủa trên bề mặt vật liệu.
Vật liệu xúc tác quang bán dẫn công nghệ mới hứa hẹn nhiều áp dụng trong xử lý
môi trường. Chất bán dẫn kết hợp với ánh sáng UV đã được dùng để loại các ion
kim loại nặng và các hợp chất chứa ion vô cơ. Ion bị khử đến trạng thái ít độc hơn
hoặc kim loại từ đó dễ dàng tách được.
Ví dụ:
2hν + TiO2 → 2e + 2h+

(1.16)

Hg2+(aq) ↔ Hg(ads) (Bị hấp phụ lên bề mặt vật liệu)

(1.17)

Hg2+(ads)+ 2e → Hg(ads)

(1.18)

2H2O ↔ 2H+ + 2OH‾

(1.19)

2OH‾ + 2h+ → H2O + (1/2) O2 v.v...

(1.20)

Rất nhiều ion kim loại nhạy với sự chuyển quang hóa trên bề mặt chất bán
dẫn như là Au, Pt, Pd, Ag, Ir, Rh... Đa số chúng đều kết tủa trên bề mặt vật liệu.
9


10


( OH , O 
). Tương tự như thế các electron sẽ tham gia vào các quá trình khử tạo
2
thành các gốc tự do. Các gốc tự do sẽ tiếp tục oxi hóa các chất hữu cơ bị hấp phụ
trên bề mặt chất xúc tác thành sản phẩm cuối cùng không độc hại là CO2 và H2O
[40]. Cơ chế xảy ra như sau:

Hình 1.4. Cơ chế phản ứng quang xúc tác của vật liệu TiO2 hi được chiếu sáng
TiO2 + hv  TiO2 (h+ + e-)

(1.21)

TiO2 (h+) + H2O  OH + H+ + TiO2

(1.22)

TiO2 (h+) + OH-  OH + TiO2

(1.23)

TiO2 (h+) + R  R + TiO2

(1.24)

TiO2 (e-) + O2  O 
2 + TiO2


trình oxi hoá phân huỷ chủ yếu phụ thuộc vào nồng độ của gốc OH hấp phụ trên
bề mặt TiO2 (phương trình 1.22) và lượng oxi hoà tan (phương trình 1.25).
Sự bổ sung thêm H2O2 vào sẽ làm tăng hiệu quả phản ứng (phương trình
1.26) và gốc O 
sinh ra cũng tham gia vào phản ứng (phương trình 1.27 và 1.29).
2
Các gốc sinh ra có tính oxi hóa rất mạnh (chủ yếu là OH và HO2 ).
Hợp chất hữu cơ sẽ bị hấp phụ trên bề mặt TiO2 và bị oxi hoá bởi OH và
HO2 . Sản phẩm cuối cùng của phản ứng quang hoá là CO2 ,H2O.

Trong quá trình xúc tác quang, hiệu suất phản ứng có thể bị giảm bởi sự tái
kết hợp của các electron và lỗ trống [30].
e- + h+ → (SC) + E

(1.30)

Trong đó (SC) là tâm bán dẫn trung hoà và E là năng lượng được giải phóng
ra
dưới dạng bức xạ điện từ (hv‟ ≤ hv) hoặc nhiệt.
Và hiệu suất lượng tử của quá trình quang xúc tác được tính bằng:

(1.31)
Trong đó: kc : tốc độ vận chuyển electron
kk : tốc độ tái kết hợp của các electron và lỗ trống
Như vậy để tăng hiệu suất phản ứng quang xúc tác, có 2 cách: thứ nhất tăng
tốc độ vận chuyển điện tích và thứ hai là giảm tốc độ tái kết hợp của các electron và
lỗ trống. Để thực hiện phương án 2: giảm tốc độ tái kết hợp, “bẫy điện tích” được
sử dụng để thúc đẩy sự bẫy điện tử và lỗ trống trên bề mặt, tăng thời gian tồn tại của
electron và lỗ trống trong chất bán dẫn. Điều này dẫn tới việc làm tăng hiệu quả của
quá trình chuyển điện tích tới chất phản ứng. Bẫy điện tích có thể được tạo ra bằng

kim loại và không kim loại vào trong mạng lưới TiO2.
Theo nhiều tài liệu tham khảo, có thể phân thành bốn loại thế hệ quang xúc
tác trên cơ sở TiO2 kích thước nano mét như sau:
+ Thế hệ thứ nhất: TiO2 tinh khiết.
+ Thế hệ thứ hai: TiO2 biến tính bằng các ion kim loại.
13


+ Thế hệ thứ ba: TiO2 được biến tính bằng các nguyên tố không kim loại.
+ Thế hệ thứ tư: TiO2 được biến tính đồng thời bởi hỗn hợp các ion của các
nguyên tố kim loại và không kim loại.
Những năm gần đây, thế hệ thứ hai và thế hệ thứ ba đang được các nhà
nghiên cứu quan tâm nhiều.
1.3.1 Biến tính cấu trúc TiO2 bởi kim loại
Vật liệu TiO2 kích thước nano mét biến tính kim loại được coi là thế hệ
quang bán dẫn thứ hai. Có nhiều phương pháp điều chế vật liệu TiO2 biến tính bởi
kim loại đã được công bố trong các tài liệu. W.Choi và các cộng sự đã thực hiện
nhiều nghiên cứu một cách hệ thống về quá trình biến tính TiO2 kích thước nano
mét với 21 ion kim loại bằng phương pháp sol-gel và nhận thấy sự có mặt của các
kim loại này trong thành phần của TiO2 gây ảnh hưởng đáng kể tới hoạt tính quang
xúc tác, tốc độ tái kết hợp của cặp e-, h+, và tốc độ chuyển electron bề mặt tương tác
[39]. Li và các cộng sự đã điều chế TiO2 biến tính bởi ion La3+ bằng quá trình tạo
sol-gel. Kết quả đã khẳng định biến tính bằng Latan có thể hạn chế sự chuyển pha
của TiO2, tăng cường mức độ bền nhiệt của TiO2, giảm kích thước hạt tinh thể [39].
K.Lee và các cộng sự đã điều chế TiO2 biến tính bởi các nguyên tố V, Fe, Nb, Cr,
Ni theo phương pháp thủy nhiệt. Kết quả cho thấy, khi biến tính bởi các nguyên tố
Fe, Ni, Cr đã làm tăng độ hấp thụ ánh sáng khả kiến và làm tăng hiệu suất quang
xúc tác của TiO2, còn khi biến tính bởi V và Nb lại làm cho phổ hấp thụ UV-Vis của
TiO2 chuyển dịch về phía sóng ngắn và làm giảm hiệu suất quang xúc tác của TiO2
[22]. Gần đây, J. Choi và các cộng sự đã điều chế TiO2 biến tính bởi 15 ion của 13