納米TiO2的形貌控制合成及其光電性能研究.pdf

1、二氧化鈦(TiO2)具有無毒、穩(wěn)定、廉價(jià)易得等優(yōu)點(diǎn)，在光催化、氣敏傳感、太陽能電池和鋰電池材料等領(lǐng)域受到了廣泛研究。已有研究表明，控制合成特殊形貌的TiO2，能夠顯著提高其電化學(xué)性能及光催化能力。本文采用一步溶劑熱法制備出八面體形貌的納米TiO2，并對(duì)其形成過程中的各影響因素進(jìn)行了研究。同時(shí)，我們使用不同的氮源和鈦源，控制合成出其它幾種特殊形貌的TiO2（如TiO2納米棒、梭形納米TiO2等）。分別采用X-射線粉末衍射儀(XRD)、場(chǎng)發(fā)

2、射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)、透射電子顯微鏡(TEM)、拉曼光譜(Raman)、紫外-可見漫反射光譜(UV/Vis)、傅立葉變換紅外光譜(FT-IR)和X-射線光電子能譜(XPS)等測(cè)試技術(shù)對(duì)樣品進(jìn)行了表征，并對(duì)樣品進(jìn)行了光催化和鋰電性能的測(cè)試。研究結(jié)果表明：
　　（1）以硫酸鈦?zhàn)鳛殁佋?，水合肼作為氮源，通過200℃保溫反應(yīng)36h，能夠得到產(chǎn)率高、結(jié)晶性好、形貌規(guī)整的八面體納米TiO2。
　　（2）用氨水代替水合肼作為氮

3、源或者用四氯化鈦代替硫酸鈦?zhàn)鳛殁佋矗?jīng)過200℃保溫反應(yīng)36h，可分別得到梭形納米TiO2和TiO2納米棒。
　?。?）樣品的XRD和Raman結(jié)果顯示，制備出的八面體納米TiO2為純的銳鈦礦晶型(A-TiO2)且結(jié)晶質(zhì)量好，TiO2納米棒為銳鈦礦型/板鈦礦型/金紅石型(A/B/R)三種物相共存的結(jié)構(gòu)，梭形的納米TiO2為A/R兩相共存結(jié)構(gòu)。
　　（4）UV/Vis測(cè)試結(jié)果顯示，八面體納米TiO2,梭形納米TiO2和TiO2

4、納米棒對(duì)波長(zhǎng)為200-380nm的光具有較強(qiáng)的吸收。前兩者雖同為高結(jié)晶性的銳鈦礦二氧化鈦，但是間接帶隙能卻不相同。因此，控制合成不同形貌的二氧化鈦能夠改變其禁帶寬度。
　?。?）在模擬紫外光條件下，對(duì)樣品進(jìn)行降解甲基橙染料的測(cè)試。結(jié)果顯示，所制備的特殊形貌的樣品均展現(xiàn)出強(qiáng)于P25的紫外光催化能力。在60min內(nèi)，八面體納米TiO2,梭形納米TiO2和TiO2納米棒對(duì)甲基橙的降解率分別為99.9％,99.2%和99.7%，而P25對(duì)