超細(xì)TiO2及其復(fù)合粉體的制備、表征與光催化性能研究.pdf

1、南京理工大學(xué)博士學(xué)位論文超細(xì)TiO2及其復(fù)合粉體的制備、表征與光催化性能研究姓名：趙金偉申請學(xué)位級別：博士專業(yè)：材料學(xué)指導(dǎo)教師：陳光20110104摘要博士論文Ti02復(fù)合粉體，并用XRD、SEM、IR、XPS等技術(shù)對復(fù)合粉體進(jìn)行表征，考察了三種方法制備的樣品光催化降解甲基橙的差異，并結(jié)合表面組成、帶隙能等探討復(fù)合粉體ZnS／Ti02的光催化機(jī)理。結(jié)果表明，三種方法制備的復(fù)合粉體形狀都以球形為主。物理混合法制備的ZnS／Ti02復(fù)合粉體

2、因?yàn)榻?jīng)過了充分的攪拌，混合較均勻，團(tuán)聚相對較??；均勻沉淀法制備的粉體顆粒尺寸較小，只有108nm，呈層狀團(tuán)聚。均勻沉淀法制備的納米ZnS／Ti02復(fù)合粉體的XRD圖譜中ZnS的晶型不清楚，含量較少，峰型有可能被Ti02晶型覆蓋。用固體紫外可見光譜測定了三種復(fù)合粉體的帶隙能。物理混合法的帶隙能為269eV；表面沉淀法的帶隙能為266eV；均勻沉淀法的帶隙能為270eV。三者相差不大，但都明顯小于單一納米Ti02、ZnS粉體的帶隙能。三種方

3、法制備的納米ZnSfri02復(fù)合粉體光催化降解甲基橙的活性順序?yàn)椋罕砻娉恋矸ㄎ锢砘旌戏ň鶆虺恋矸āＨN復(fù)合粉體帶隙能的測定結(jié)果與光催化降解甲基橙的活性非常一致。三種復(fù)合粉體都表現(xiàn)出高于單一半導(dǎo)體的光催化性能。用物理混合法、分步沉淀法、均勻沉淀法成功制備了摻雜摩爾比為l：10的ZnO／Ti02復(fù)合粉體，并用XRD、SEM、IR、XPS等技術(shù)對復(fù)合粉體進(jìn)行表征，考察了三種方法制備的樣品光催化降解甲基橙的差異，并結(jié)合表面組成、帶隙能等探討復(fù)合

4、粉體ZnO／Ti02的光催化機(jī)理。結(jié)果表明，三種復(fù)合粉體的形貌、晶型、組成都有一定的差異。光催化降解甲基橙實(shí)驗(yàn)結(jié)果的活性順序?yàn)椋何锢砘旌戏ǚ植匠恋矸ň鶆虺恋矸āＨN復(fù)合粉體都表現(xiàn)出高于單一半導(dǎo)體的光催化活性。固體紫外可見光譜帶隙能的測定值分別為：物理混合法為281eV；分步沉淀法為287eV；均勻沉淀法為298eV。三者的帶隙能有一定的差異，但都明顯低于Ti02和ZnO粉體的帶隙能。ZnO的加入，減少了復(fù)合粉體表面電子一空穴對的復(fù)合，以

5、及帶隙的窄化都導(dǎo)致復(fù)合粉體光吸收效率的增強(qiáng)。電子能譜顯示，物理混合法ZnO／Ti02復(fù)合粉體中的元素Zn：Ti的比例最高。ZnZ的相對增多減少了復(fù)合粉體表面電子一空穴對的復(fù)合，從而使復(fù)合粉體的表面產(chǎn)生了更多的OH和02。，OH和02。在光催化過程中起主要作用。這一結(jié)果與物理混合法ZnO／Ti02復(fù)合粉體的低帶隙能、高催化活性是一致的。不同方法制備的復(fù)合粉體的光催化性能受其形態(tài)、結(jié)構(gòu)影響較大。關(guān)鍵詞：超細(xì)粉體，納米Ti02，復(fù)合粉體，粒度