基于二氧化鈦納米管的光電材料制備與光催化應(yīng)用研究.pdf

1、近些年來，隨著我國經(jīng)濟的迅猛發(fā)展，能源的短缺，環(huán)境的污染，人民的生活、健康等問題越發(fā)嚴峻。本文是以提升二氧化鈦納米管(TiO2 NTs)的光電性能及其滅菌應(yīng)用為研究方向，為實現(xiàn)將TiO2 NTs材料應(yīng)用于有機污染物的去除和生物領(lǐng)域中，展開了基礎(chǔ)性的研究。
　　自2001年以來，首次用陽極氧化法制備的TiO2 NTs，引起了人們極大的興趣。TiO2 NTs自身具有表面形貌均一、管徑管長可調(diào)控、高度定向、以及獨特的電學(xué)、光學(xué)性能。到目

2、前為止，已經(jīng)有大量的研究表明，TiO2 NTs材料在光催化及生物領(lǐng)域具有廣泛的使用價值和應(yīng)用前景。然而，TiO2半導(dǎo)體材料禁帶寬度較高(金紅石型Eg=3.0 eV，銳鈦礦型Eg=3.2 eV)，只對紫外光(＜390 nm)有吸收，并且吸收率僅為5％左右，大大限制了其對太陽光的有效利用。另外TiO2半導(dǎo)體材料導(dǎo)電率也低，不會有效的傳遞光生電子，使光生電子和光生空穴進行復(fù)合，從而減少了其自身光電轉(zhuǎn)化效率。我們通過摻雜和修飾TiO2 NTs材

3、料，來提升其對光的利用和轉(zhuǎn)化效率，并將其應(yīng)用到有機污染物降解和生物殺菌的研究當中。主要研究內(nèi)容如下:
　　(1)CuInSe2/Ti02 NTs的制備以及光電性能的研究:先用陽極氧化法制備TiO2 NTs，剛開始鈦片表面上有大量的氧氣氣泡，之后會快速生成氧化鈦阻擋層，阻擋層會慢慢變厚，其厚度改變會影響電路中的電阻，導(dǎo)致回路電流密度也會發(fā)生相應(yīng)的變化。鈦片質(zhì)量的減少也說明了F-的化學(xué)溶解反應(yīng)非常顯著。再將合成的CuInSe2的三元半

4、導(dǎo)體材料修飾到TiO2 NTs上，所得CuInSe2/TiO2 NTs復(fù)合材料對可見光有很好的吸收，進而彌補了TiO2 NTs對可見光利用率低的缺陷。因為復(fù)合材料的光電流強度的增強，CuInSe2/TiO2 NTs材料展現(xiàn)了優(yōu)越的光催化性能。本文在不加外壓、可見光的條件下降解2，4-二氯苯氧乙酸(2，4-D)，9-蒽甲酸(9-AnCOOH)，對復(fù)合材料的光催化性能進行檢測，發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料表現(xiàn)出很強的光催化降解效果。
　　(2)CdS