金屬-TiO2薄膜復合光催化劑的可見光催化性能研究.pdf

1、基于半導體材料的直接將太陽能轉(zhuǎn)化為化學能的光催化技術,正受到人們越來越多的關注。在眾多半導體材料中,二氧化鈦(TiO2)具有化學性質(zhì)穩(wěn)定、價廉、無毒等優(yōu)點,成為了目前應用最為廣泛的一種光催化材料。如何解決TiO2光譜響應范圍窄的問題,已經(jīng)成為相關領域的熱點研究之一。在本論文中,我們制備了不同結構形式的金屬/TiO2復合薄膜,利用金屬的等離激元共振效應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制備的Au/TiO2復合薄膜結構中的Au由薄膜變成納米顆粒狀結構?？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。通過對復合薄膜的光學性質(zhì)以及光催化性能進行研究,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薄膜復合結構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薄膜構成的復合結構,并對其光學性質(zhì)以及可見光光催化性能進行了研究。結果表明:復合薄膜具有寬帶吸收特性,在400-800nm可見光區(qū)域表現(xiàn)出遠高于純TiO2薄膜和Au納米顆粒/TiO2復合薄膜的光吸收性能。相對應的復