TiO2基復合同軸納米線制備及其光催化特性研究.pdf

1、隨著能源危機的日益嚴峻和環(huán)境保護壓力的不斷增大，光催化降解技術作為一種環(huán)保、有效的方法引起了人們較多的關注。TiO2以其較低的成本、高催化活性和穩(wěn)定性等特點，已被廣泛應用于該領域。然而，TiO2屬于寬帶隙材料，在可見光區(qū)域光吸收能力較弱。為了提高其光吸收效率，人們主要采用貴金屬修飾或窄帶隙半導體敏化等方式，以提高TiO2的光響應范圍。但是其單一的改良方式對TiO2的光催化性能提高有限。因此，本文通過整合貴金屬修飾和半導體敏化兩種改良手段

2、，合成不同結構的TiO2基復合同軸納米線，進一步拓寬TiO2的光響應范圍，以提高其光催化降解性能。本工作為開發(fā)設計具有高效光催化結構的TiO2基復合光催化劑提供思路和參考，取得的主要研究成果如下:
　　[1]采用磁控濺射和快速退火處理方法，通過優(yōu)化濺射功率、生長氣壓、襯底與靶材的間距，退火溫度等參數，在ZnO納米線模板上制備出Ag納米粒子相對均勻，ZnSe殼層厚度適宜的ZnO/TiO2/Ag、ZnO/TiO2/Ag/ZnSe、Zn

3、O/TiO2/ZnSe/Ag同軸納米線。
　　[2]通過掃描電鏡、X射線衍射、透射電鏡和紫外-可見吸收光譜等不同測試方法，研究了材料的形貌、結構、光學等性能。結果顯示，納米線垂直生長于基底，呈現預期的同軸結構;修飾的Ag納米顆粒相對均勻，粒徑約10-30nm。另外，Ag納米粒子修飾和ZnSe半導體敏化都有效地提高了復合材料的光響應范圍。另外，通過對比發(fā)現，貴金屬粒子和敏化半導體的位置對復合結構納米線的整體光學吸收性能有較大的影響。

4、當Ag位于TiO2和ZnSe之間時，即ZnO/TiO2/Ag/ZnSe納米線，材料表現出更強的光吸收。
　　[3]利用表面增強拉曼散射分析兩種復合納米線樣品催化降解羅丹明6G的光催化活性。結果表明，ZnO/TiO2/Ag/ZnSe復合納米線的光催化性能無論是在紫外光還是可見光下都比ZnO/TiO2/ZnSe/Ag更強。通過光催化機制分析發(fā)現，其較強的催化活性一方面由于其較強的光吸收引起，另一方面還與該結構下更高的光生載流子分離效率