二氧化鈦納米復(fù)合物的合成及電化學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、早在20世紀(jì)初,二氧化鈦(TiO2)就進(jìn)入了商業(yè)生產(chǎn)化階段,在顏料、油漆、藥物等多個領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用。隨著納米科技的發(fā)展,二氧化鈦納米材料引起了人們的廣泛關(guān)注。TiO2納米材料具有的很多獨(dú)特的性質(zhì),使其成為一種應(yīng)用前景十分廣闊的半導(dǎo)體材料。作為光催化劑,TiO2納米材料具有光催化活性高,氧化能力強(qiáng),穩(wěn)定性好等特點(diǎn),可以直接利用太陽光作為光源驅(qū)動氧化-還原反應(yīng)發(fā)生,可以在室溫下將水、空氣、土壤中的有機(jī)污染物完全氧化為二氧化碳和水等產(chǎn)物

2、。作為光電轉(zhuǎn)換材料,TiO2納米材料光電轉(zhuǎn)換效率高,穩(wěn)定性好,已被用于太陽能電池的電極材料。
　　但是純納米TiO2的禁帶寬度較大(~3.0eV),光激發(fā)產(chǎn)生的電子-空穴對的無效復(fù)合率較高,限制了TiO2納米材料的應(yīng)用。為了克服TiO2納米材料自身的缺陷,提高其光電活性,人們利用摻雜、包覆、改變材料粒徑等手段改善 TiO2納米材料的性質(zhì),擴(kuò)大其應(yīng)用范圍。
　　本論文采用改進(jìn)的溶膠-凝膠法和水熱法,以鈦酸四丁脂為基本原材料制備

3、了納米TiO2及其不同復(fù)合物,采用電子透射電鏡(TEM)、X-射線衍射儀(XRD)、紫外-可見光光譜儀(UV-vis)、電化學(xué)工作站等現(xiàn)代儀器對產(chǎn)物進(jìn)行了表征和光電性質(zhì)研究,并對產(chǎn)物的形成機(jī)理進(jìn)行了討論。
　　論文主要內(nèi)容如下:
　　1. SeO2/TiO2納米復(fù)合物的制備及電化學(xué)性質(zhì)研究
　　分別用改進(jìn)的溶膠-凝膠法、水熱法合成了SeO2/TiO2納米復(fù)合物。采用XRD、TEM、UV-vis等對所得產(chǎn)物進(jìn)行了表征,研

4、究了反應(yīng)條件對產(chǎn)物的影響,探討了復(fù)合物的形成機(jī)理。綜合運(yùn)用了循環(huán)伏安、差分脈沖等電化學(xué)手段研究了復(fù)合產(chǎn)物的電化學(xué)性質(zhì),并與純TiO2粒子和亞硒酸進(jìn)行了比較。
　　2. TeO2/TiO2納米復(fù)合物的制備及電化學(xué)性質(zhì)研究
　　分別用改進(jìn)的溶膠-凝膠法、水熱法合成了TeO2/TiO2納米復(fù)合物。采用多種方法對所得產(chǎn)物進(jìn)行了表征,研究了反應(yīng)條件對產(chǎn)物的影響,探討了復(fù)合物的形成機(jī)理和制備摻雜物質(zhì)為難溶易水解物質(zhì)的TiO2納米復(fù)合物的

5、有效方法。利用伏安分析法研究了復(fù)合產(chǎn)物的電化學(xué)性質(zhì),并與純TiO2粒子和TeO2進(jìn)行了比較。
　　3.水熱法制備二氧化鈦納米管及其復(fù)合物
　　分別用水熱法合成了TiO2納米管及其有機(jī)復(fù)合物。以自制的銳鈦礦相的納米TiO2為反應(yīng)物,在強(qiáng)堿性的pH值下,用水熱法合成了TiO2納米管,在此基礎(chǔ)上又合成了TiO2納米管有機(jī)復(fù)合物。采用XRD、BET、UV-vis等對所得產(chǎn)物進(jìn)行了表征,討論了有機(jī)復(fù)合物的形成機(jī)理,利用伏安分析法研究了