改性二氧化鈦納米管在環(huán)境污染物檢測和處理方面的應用(英文版).pdf

1、如今，隨著工業(yè)的快速發(fā)展，環(huán)境污染已經(jīng)越來越嚴重，并且直接影響人們的身體健康。因此，檢測和處理有機污染物已經(jīng)引起廣泛關注。雖然我們不能夠一次性解決所有問題，但是，我們也希望為科學的保護環(huán)境盡我們的一份力量。在這篇論文中，我們所從事的二氧化鈦納米管陣列修飾應用方面的基本研究就是為了達到這樣的目的而進行的。基于二氧化鈦納米管陣列的光學/電學活性，我們通過修飾二氧化鈦納米管得復合材料以用于有機污染物的檢測和處理。
　　 TiO2納米管

2、陣列具有高度取向、表面形貌均一、孔徑長度可調(diào)、以及獨特的電學、光學特性。自2001年首次通過陽極氧化法制備以來，在很多領域如光催化與傳感得到廣泛的應用。此外，TiO2納米管陣列還具有成本低，應用范圍廣，低毒性，高的光催化活性以及高的化學穩(wěn)定性等優(yōu)點。然而，TiO2半導體材料禁帶寬度較高（銳鈦礦型Eg=3.2eV，金紅石型Eg=3.0eV），只對紫外光有吸收，從而限制了其在光催化上的應用。而且，光生空穴與電子的復合可降低光轉換效率。我們通

3、過對TiO2進行修飾制備出功能化的納米復合材料，增大它在可見光區(qū)的吸收及光電轉換效率，可以用其來檢測和處理有機污染物。研究內(nèi)容具體如下:
　　 為了增加TiO2導電性并降低光生空穴-電子對的復合率，我們選擇合適的窄帶隙半導體材料對其進行修飾。窄帶隙半導體修飾的TiO2可以在太陽光下被激發(fā)。由于所選窄帶半導體材料的導帶更負于TiO2導帶，光生電子較易從窄帶隙半導體的導帶轉移至TiO2導帶，然后參與還原反應。而且，在半導體的價帶形成

4、光生空穴并參與氧化，這就是為什么功能化的納米TiO2復合材料能加速光生載流子的分離從而增大它的光學活性的原因?；诖?，我們通過在TiO2表面修飾二元或三元異質窄帶隙半導體ZnSe/TiO2 and Cu-Zn-S/TiO2來構建新型的納米TiO2復合材料。 ZnSe納米粒子修飾的TiO2納米管陣列用于降解五氯苯酚比未修飾的TiO2納米管陣列高出35％的光催化降解能力，而Cu-Zn-S三元半導體修飾的TiO2納米管陣列對2，4-二氯苯氧基

5、乙酸和9-葸酸顯示出很強的光催化降解能力，比未修飾的TiO2納米管陣列分別高出48.2％和31.5％。
　　 TiO2納米管優(yōu)良的物理化學以及光學性質使得其可以在光電傳感領域發(fā)揮作用?；赥iO2納米管的光電性質，我們制備通過在TiO2納米管上修飾分子印記聚合物構建了光電化學傳感器(MIP@TiO2 NTAs)，實現(xiàn)了對水樣中全氟辛烷磺酸(PFOS)的測定。該傳感器具有高靈敏度，檢測限達86ng/mL。而且，這種MIP@TiO2