Nb2O5摻雜TiO2納米管-ZSM-5復(fù)合材料的制備及光電催化性質(zhì)研究.pdf

1、半導(dǎo)體作為一種環(huán)境友好型光催化劑，對大多數(shù)有機物具有很強的吸附降解能力，并且價格低廉、無毒、光催化活性強。在環(huán)境污水治理方面，通過對光催化劑不斷改性，光催化降解技術(shù)越來越成為傳統(tǒng)污水治理方法的補充和完善，體現(xiàn)出了廣闊的研究前景。
　　TiO2是一種無毒、廉價、易得、氧化能力強的半導(dǎo)體，禁帶寬度為3.0~3.2eV，穩(wěn)定性好，不易產(chǎn)生光腐蝕，但是TiO2納米粒子受光激發(fā)后產(chǎn)生的電子-空穴對壽命很短，極易發(fā)生簡單復(fù)合，嚴重影響材料的光

2、催化降解效率。而一維自組裝有序的TiO2納米管能為光生電子提供快速傳輸?shù)耐ǖ?，有效降低材料中光生電?空穴的復(fù)合速率、提高界面?zhèn)骱伤俾?。其次，Nb5+的存在可以有效提升TiO2中光生電荷分離效率。本論文將采用Ti-Nb（0.1mass％Nb）合金進行陽極氧化，討論Nb5+摻雜的TiO2納米管的光電催化活性。同時通過電化學(xué)技術(shù)及表面光電壓技術(shù)研究Nb5+摻雜前后TiO2納米管的光電性質(zhì)，估算Nb5+在TiO2能級中的位置，發(fā)現(xiàn)Nb5+摻雜

3、后的TiO2納米管不僅具有較高的光生載流子分離效率，還具有較小的電荷轉(zhuǎn)移電阻，這都是實現(xiàn)高效光催化降解有機物的必要條件。
　　為了提高納米材料的選擇性光催化性能，本論文將Nb2O5-TiO2納米管和ZSM-5分子篩結(jié)合。ZSM-5分子篩屬于高硅五元環(huán)型沸石分子篩，具有獨特而均勻的孔道尺寸、吸附容量高、可調(diào)的疏水性和親水性、高的熱穩(wěn)定性和耐光的無機骨架。制備復(fù)合材料的主要目的是將分子篩的孔道選擇性與Nb2O5-TiO2納米管優(yōu)異的光