金屬-TiO2薄膜復(fù)合光催化劑的可見光催化性能研究.pdf

1、基于半導(dǎo)體材料的直接將太陽能轉(zhuǎn)化為化學(xué)能的光催化技術(shù),正受到人們越來越多的關(guān)注。在眾多半導(dǎo)體材料中,二氧化鈦(TiO2)具有化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、價廉、無毒等優(yōu)點,成為了目前應(yīng)用最為廣泛的一種光催化材料。如何解決TiO2光譜響應(yīng)范圍窄的問題,已經(jīng)成為相關(guān)領(lǐng)域的熱點研究之一。在本論文中,我們制備了不同結(jié)構(gòu)形式的金屬/TiO2復(fù)合薄膜,利用金屬的等離激元共振效應(yīng)獲得了增強的可見光光催化性能。具體的研究工作,主要分為以下兩部分內(nèi)容:
　　1、A

2、u納米顆粒/TiO2復(fù)合薄膜的制備及其可見光催化性能研究采用熱退火工藝使得磁控濺射技術(shù)制備的Au/TiO2復(fù)合薄膜結(jié)構(gòu)中的Au由薄膜變成納米顆粒狀結(jié)構(gòu)?？刂仆嘶饻囟燃癆u膜厚度可以獲得具有不同尺寸分布的Au納米顆粒。通過對復(fù)合薄膜的光學(xué)性質(zhì)以及光催化性能進(jìn)行研究,我們發(fā)現(xiàn):Au納米顆粒在可見光作用下能夠產(chǎn)生局域表面等離激元共振,調(diào)節(jié)顆粒的尺寸分布能夠?qū)崿F(xiàn)對其等離激元共振波長的調(diào)節(jié)。尤為重要的是,Au納米顆粒/TiO2復(fù)合薄膜相比于單純的

3、TiO2薄膜表現(xiàn)出了增強的可見光光電流以及光分解水產(chǎn)氫的能力。
　　2、Au納米顆粒/TiO2/Au薄膜復(fù)合結(jié)構(gòu)的制備及其可見光催化性能研究采用多次磁控濺射沉積法以及熱退火工藝成功制備了由Au納米顆粒/TiO2薄膜/Au薄膜構(gòu)成的復(fù)合結(jié)構(gòu),并對其光學(xué)性質(zhì)以及可見光光催化性能進(jìn)行了研究。結(jié)果表明:復(fù)合薄膜具有寬帶吸收特性,在400-800nm可見光區(qū)域表現(xiàn)出遠(yuǎn)高于純TiO2薄膜和Au納米顆粒/TiO2復(fù)合薄膜的光吸收性能。相對應(yīng)的復(fù)