基于二氧化鈦納米管的光電材料制備與光催化應(yīng)用研究.pdf

1、近些年來(lái)，隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的迅猛發(fā)展，能源的短缺，環(huán)境的污染，人民的生活、健康等問(wèn)題越發(fā)嚴(yán)峻。本文是以提升二氧化鈦納米管(TiO2 NTs)的光電性能及其滅菌應(yīng)用為研究方向，為實(shí)現(xiàn)將TiO2 NTs材料應(yīng)用于有機(jī)污染物的去除和生物領(lǐng)域中，展開(kāi)了基礎(chǔ)性的研究。
　　自2001年以來(lái)，首次用陽(yáng)極氧化法制備的TiO2 NTs，引起了人們極大的興趣。TiO2 NTs自身具有表面形貌均一、管徑管長(zhǎng)可調(diào)控、高度定向、以及獨(dú)特的電學(xué)、光學(xué)性能。到目

2、前為止，已經(jīng)有大量的研究表明，TiO2 NTs材料在光催化及生物領(lǐng)域具有廣泛的使用價(jià)值和應(yīng)用前景。然而，TiO2半導(dǎo)體材料禁帶寬度較高(金紅石型Eg=3.0 eV，銳鈦礦型Eg=3.2 eV)，只對(duì)紫外光(＜390 nm)有吸收，并且吸收率僅為5％左右，大大限制了其對(duì)太陽(yáng)光的有效利用。另外TiO2半導(dǎo)體材料導(dǎo)電率也低，不會(huì)有效的傳遞光生電子，使光生電子和光生空穴進(jìn)行復(fù)合，從而減少了其自身光電轉(zhuǎn)化效率。我們通過(guò)摻雜和修飾TiO2 NTs材

3、料，來(lái)提升其對(duì)光的利用和轉(zhuǎn)化效率，并將其應(yīng)用到有機(jī)污染物降解和生物殺菌的研究當(dāng)中。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　(1)CuInSe2/Ti02 NTs的制備以及光電性能的研究:先用陽(yáng)極氧化法制備TiO2 NTs，剛開(kāi)始鈦片表面上有大量的氧氣氣泡，之后會(huì)快速生成氧化鈦?zhàn)钃鯇?，阻擋層?huì)慢慢變厚，其厚度改變會(huì)影響電路中的電阻，導(dǎo)致回路電流密度也會(huì)發(fā)生相應(yīng)的變化。鈦片質(zhì)量的減少也說(shuō)明了F-的化學(xué)溶解反應(yīng)非常顯著。再將合成的CuInSe2的三元半

4、導(dǎo)體材料修飾到TiO2 NTs上，所得CuInSe2/TiO2 NTs復(fù)合材料對(duì)可見(jiàn)光有很好的吸收，進(jìn)而彌補(bǔ)了TiO2 NTs對(duì)可見(jiàn)光利用率低的缺陷。因?yàn)閺?fù)合材料的光電流強(qiáng)度的增強(qiáng)，CuInSe2/TiO2 NTs材料展現(xiàn)了優(yōu)越的光催化性能。本文在不加外壓、可見(jiàn)光的條件下降解2，4-二氯苯氧乙酸(2，4-D)，9-蒽甲酸(9-AnCOOH)，對(duì)復(fù)合材料的光催化性能進(jìn)行檢測(cè)，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料表現(xiàn)出很強(qiáng)的光催化降解效果。
　　(2)CdS