TiO2納米管陣列的制備與修飾及光電催化性能研究.pdf

1、二氧化鈦納米管陣列(TiO2-NTs)作為光催化材料受到了廣泛的關(guān)注，因?yàn)槠涮厥獾墓軤罱Y(jié)構(gòu)和大的比表面積，能夠提供更多的反應(yīng)活性位和電荷遷移和轉(zhuǎn)換的通道，使得光催化效果顯著提高。然而由于TiO2吸收光譜較窄、太陽(yáng)能利用率低、電子與空穴復(fù)合幾率高等降低了其實(shí)用價(jià)值。目前解決這一問(wèn)題的主要方法是對(duì)TiO2-NTs摻雜和表面修飾，將光催化和電化學(xué)技術(shù)相結(jié)合，采用光電催化技術(shù)使其性能得以充分發(fā)揮?；诖耍疚闹铝τ赥iO2納米管陣列的制備與表面

2、修飾改性，以期得到可見光響應(yīng)的半導(dǎo)體材料，考察其光電催化降解有機(jī)污染物的性能。研究的主要內(nèi)容和結(jié)果如下:
　　 首先，以陽(yáng)極氧化法制備TiO2-NTs，通過(guò)控制工藝條件，如氧化電壓、生長(zhǎng)時(shí)間和煅燒溫度等對(duì)TiO2-NTs結(jié)構(gòu)進(jìn)行調(diào)控，并討論其表面結(jié)構(gòu)、管長(zhǎng)和結(jié)晶狀況對(duì)TiO2-NTs光電催化降解甲基橙(MO)的性能影響。結(jié)果表明電化學(xué)陽(yáng)極氧化法制得的TiO2納米管陣列膜具有優(yōu)異的光電催化性能，其催化活性是光催化的3倍，大的比表面

3、積和適度的管長(zhǎng)以及高度結(jié)晶的銳鈦礦相是影響催化活性的三個(gè)重要因素。
　　 其次，采用控制電勢(shì)的脈沖沉積法制備Au修飾的TiO2陣列異質(zhì)結(jié)雜化體，討論了脈沖沉積電勢(shì)和脈沖沉積時(shí)間對(duì)Au/TiO2表面形貌的影響，研究其降解高濃度染料羅丹明B和苯酚的光電催化性能。結(jié)果表明通過(guò)改變脈沖峰值電勢(shì)、沉積時(shí)間可以制得粒徑小且高度分散均勻的Au修飾的TiO2陣列，所得的Au/TiO2-NTs具有優(yōu)異的光電催化性能。
　　 最后，采用一種

4、新型方法，即電沉積-離子交換法(CEDIE)制備超細(xì)CdS量子點(diǎn)修飾的TiO2納米管陣列復(fù)合材料。通過(guò)可見光下光電催化降解甲基橙水溶液為探針?lè)磻?yīng)，討論不同CdS修飾量、不同電解質(zhì)濃度對(duì)降解性能的影響。與傳統(tǒng)制化學(xué)浴沉積法作比較，此法得到的CdS量子點(diǎn)高度分散在TiO2納米管表面，而非團(tuán)聚在管口，具有更強(qiáng)的可見光吸收，更高的電流密度和光電催化降解甲基橙的活性。這是由于電沉積-離子交換法得到的材料CdS和TiO2之間具有更強(qiáng)的結(jié)合力和形成更