磷酸銀和二氧化鈦微納米晶體的制備、表征及其光催化性質(zhì)研究.pdf

1、尋找新型半導(dǎo)體光催化材料以及對(duì)半導(dǎo)體光催化材料的改性研究具有非常重要的意義。Ag3PO4最近被發(fā)現(xiàn)擁有優(yōu)越的可見光催化性質(zhì)，為進(jìn)一步提高其光催化性質(zhì)，對(duì)Ag3PO4進(jìn)行表面結(jié)構(gòu)控制是一種有效的手段;對(duì)于傳統(tǒng)光催化劑TiO2，不同晶型的合成及生長機(jī)理的研究對(duì)其光催化性能的優(yōu)化有重要的指導(dǎo)作用。本論文主要對(duì)Ag3PO4和TiO2進(jìn)行了改性研究，主要研究結(jié)果如下:
　　1)合成出了{(lán)111}晶面裸露的Ag3PO4四面體，并研究了它的光催

2、化性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，{111}晶面裸露的Ag3PO4四面體的光催化效率要比{110}晶面裸露的十二面體和{100}晶面裸露的立方體都要高。結(jié)合密度泛函理論計(jì)算，發(fā)現(xiàn)Ag3PO4{111}晶面具有比{110}、{100}晶面更高的表面能，并且禁帶寬度最大，電子空穴較難復(fù)合。
　　2)通過硝酸溶液與異丙醇鈦反應(yīng)合成出了含銳鈦礦和金紅石相的混晶TiO2，考察了硝酸溶液濃度、反應(yīng)時(shí)間和反應(yīng)溫度對(duì)產(chǎn)物組份的影響，并研究了含不同比例金紅石的

3、混晶TiO2的光催化性質(zhì)。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在反應(yīng)初期，先是生成銳鈦礦TiO2，而后由于本體系中金紅石相TiO2更為穩(wěn)定，銳鈦礦TiO2會(huì)逐漸轉(zhuǎn)化為金紅石相TiO2;由于含有較多的銳鈦/金紅石界面，含66％金紅石的混晶TiO2具有最好的光催化性質(zhì)。
　　3)嘗試將Ni2+、Co2+插入到鈦酸鹽的骨架結(jié)構(gòu)中從而改變其能帶結(jié)構(gòu)，使其可以吸收利用可見光。但是，我們未能將Ni2+、Co2+插入到鈦酸鹽的鈦氧骨架結(jié)構(gòu)中，而是合成出了層狀結(jié)構(gòu)的N

4、iTiO3、CoTiO3。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:所合成的NiTiO3和CoTiO3雖然都帶有顏色，可以吸收可見光，但二者都幾乎沒有可見光催化性能，這是由于Ni2+、Co2+的d軌道基本沒有參與導(dǎo)帶價(jià)帶的構(gòu)建造成的。
　　4)考慮到鈦酸鹽的層狀結(jié)構(gòu)，我們進(jìn)而研究了其染料吸附性質(zhì)。通過溶劑熱法合成出了層狀鈦酸鹽微米球(LPT)，所合成LPT微米球由超薄納米片組成，而超薄鈦酸鹽納米片僅由幾個(gè)甚至是單個(gè)層狀單元組成，層狀單元間有NH4+或其衍生物