微-納米結(jié)構(gòu)復(fù)合型TiO-,2-光催化劑的制備及其光催化性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體TiO2光催化劑在空氣凈化、污水處理、自潔凈玻璃、防霧和抗菌等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。目前，TiO2光催化劑還存在光催化活性較低以及對太陽光的利用率很低等難題。近年來，TiO2光催化劑的改性技術(shù)得到了迅速發(fā)展，包括半導(dǎo)體復(fù)合、過渡金屬離子摻雜、非金屬摻雜、貴金屬沉積、表面光敏化等方法。
　　 本論文針對納米TiO2的缺點，重點研究納米TiO2與其它半導(dǎo)體的復(fù)合，利用表面吸附層反應(yīng)成功地將納米TiO2與ZnO和CuO復(fù)合，制

2、備了微/納米結(jié)構(gòu)的ZnO/TiO2和CuO/TiO2復(fù)合物，并對其光催化活性進行了研究。主要內(nèi)容如下：
　　 第一，綜述了半導(dǎo)體光催化劑TiO2的光催化反應(yīng)機理，以及TiO2光催化劑的研究進展及其應(yīng)用。
　　 第二，為了使得光生電子和光生空穴的壽命延長，提高TiO2的光催化活性，將其與禁帶寬度相近的ZnO復(fù)合。以Zn(Ac)2和NaOH為原料，采用濕法合成微米尺寸的花狀和棒狀的ZnO微晶，將其作為納米TiO2的載體，利用

3、表面吸附層反應(yīng)成功地制備了微/納米結(jié)構(gòu)的ZnO/TiO2復(fù)合物。
　　 第三，為了拓寬TiO2光催化劑的光響應(yīng)范圍，并且能更好的分離e--h+對，提高光催化量子產(chǎn)率，將其與禁帶寬度較窄的CuO復(fù)合。以CuSO4·5H2O、NaOH和C6H12O6為原料，在常壓下70℃時，不加任何添加劑的情況下，制備微米尺寸的球狀和立方塊狀Cu2O微晶，經(jīng)熱處理后得球狀和立方塊狀CuO，將其作為納米TiO2的載體，利用表面吸附層反應(yīng)成功地制備了微

4、/納米結(jié)構(gòu)的CuO/TiO2復(fù)合物。
　　 第四，通過光催化實驗，驗證復(fù)合光催化劑的光催化活性。以甲基橙為模擬廢水，將微/納米結(jié)構(gòu)的ZnO/TiO2和CuO/TiO2復(fù)合物與甲基橙溶液混合均勻，分別經(jīng)高壓汞燈或日光燈照射反應(yīng)，研究其光催化性能。實驗結(jié)果得出了花狀和棒狀ZnO/TiO2復(fù)合催化劑分別是摩爾比為1：3和1：1的光催化活性最好；球狀和立方塊狀CuO/TiO2的復(fù)合催化劑均為復(fù)合比例為2：1的光催化性能最好。并用催化活性