TiO2基復合光催化材料的制備及光催化活性.pdf

1、分類號’■■■●■■■■■■■■■■■■■■■■■一U】口CJJIIIMIIIIIIllIMIMMJY2362820密級——“一學校代碼量魚壘窆!劣漳程歹大署學位論文題目墅Q2基復金盤焦垡撾盤的劍壘盈盤焦垡適：睦英文Preparationandphotocatalyticperformanceof題目——TiOzbasedcompositesphotocatalyticmaterials——研究生姓名至董指導教師姓名——』蜜亞L職稱——

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3、能來驅動光催化反應等特性，而成為世界上公認的一種有效解決環(huán)境污染和能源危機的理想途徑。其中二氧化鈦半導體光催化材料由于成本低廉、氧化還原能力極強、無二次污染、耐腐蝕性以及高穩(wěn)定性等優(yōu)點，在環(huán)境凈化及新能源的產(chǎn)生等方面具有廣泛的潛在應用前景而成為人們研究的熱點。然而，由于Ti02半導體存在光生電子空穴對復合率高；量子效率偏低；光響應范圍較窄等問題，使其無論在環(huán)境光催化還是能源光催化領域都阻礙了其工業(yè)化和商業(yè)化的推廣應用。本論文分別采用電化

4、學輔助手段和新型等離子體復合光催化劑的合成來有效提高系統(tǒng)的電荷分離效果和拓寬光的響應范圍，進而提高Ti02的光催化活性。首先，我們針對Ti02的氧化能力在光催化降解污染物的應用上做以研究。利用鈦酸丁酯為前驅物，F(xiàn)摻雜Sn02透明導電玻璃(FTO)作為基底經(jīng)過簡單的水熱合成方法制備出高度有序的金紅石相Ti02納米棒陣列，并對其做了不同煅燒溫度的處理。然后，我們對制備的Sn02／Ti02納米棒復合膜做了X射線衍射(XRD)，場發(fā)射掃描電子顯

5、微鏡(FESEM)，能量色散X射線光譜(EDX)，透射電子顯微鏡(TEM)和X射線光電子能譜(ⅫS)表征。光電催化性能是通過在紫外LED燈的照射下光電催化降解亞甲基藍(№)溶液來評估。實驗結果表明，所制備復合膜是由長度約5岬，直徑約300700nm的金紅石型Ti02納米棒陣列垂直生長于FTO基底表面組成的，復合膜經(jīng)過3005000(3煅燒處理仍保持很好的穩(wěn)定性，經(jīng)過4000C煅燒處理的Sn02／Ti02納米棒復合膜具有最高的光電催化活性

6、，對亞甲基藍的去除率高達97％。這主要是因為，此溫度處理后的一維納米棒結構具有很好的結晶度，Ti02納米棒和Sn02層接觸較為緊密，SnOE／Ti02界面間形成nn型異質結，外加電場等眾多因素的綜合影響，促進了光生電子和空穴的分離，降低了它們的復合率，從而提高金紅石相Ti02納米棒的光催化活性。在論文中，我們也提出了Sn02／Ti02納米棒復合膜的光電催化降解污染物的詳細機理，并通過羥基自由基分析和電化學手段(光電流響應和電化學阻抗譜分