提高納米TiO2光生電荷分離的策略及光催化性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、在眾多的半導體光催化劑中,納米TiO2因其獨特的物理化學性質備受矚目。其中,銳鈦礦TiO2光生電荷分離較好,被研究的最為廣泛,而金紅石TiO2因其較小的比表面積表現出較差的光催化活性,常被人們忽視。然而,金紅石TiO2也有許多優(yōu)點,如高化學穩(wěn)定性,高硬度等。我們知道,在光催化降解污染物過程中,TiO2表面吸附的氧氣捕獲光生電子是關鍵。在光催化還原CO2過程中,由于水氧化反應需要四個空穴參與,因此利用表面極性基團等誘導空穴是關鍵?;谝陨?/p>

2、,本論文開展了無機酸修飾,引入極性基團,構建復合體等策略來對光生電荷進行誘捕,促進光生電荷的分離,進而提高TiO2光催化活性。具體如下:
  首先采用低溫鹽酸調控的溶膠-水熱法合成了表面殘留氯的金紅石TiO2,利用磷酸和硼酸對其進行共修飾,結果表明,磷酸是以-P-OH鍵與TiO2的-Ti-OH鍵脫水形成-Ti-O-P-OH實現有效連接的,硼酸則是通過硼原子的原子空軌道與TiO2表面殘留氯的孤對電子相互作用形成-Ti-Cl∶B-OH

3、鍵,進而實現了共修飾。相比于磷酸或硼酸單獨修飾的樣品,共修飾后樣品的光生電子被捕獲的程度得到了明顯的提高,主要歸因于TiO2表面氧吸附性能的提高,從而提高了光生電荷的分離,使得羥基自由基產量提高,進而促進了光催化降解污染物活性。
  將合成的表面殘留氯的金紅石TiO2樣品先用磷酸修飾后,再復合適量的碳納米管。修飾的磷酸在水中一部分會電離形成負場,與TiO2表面殘留的氯協同誘導空穴,另一部分磷酸作為分子橋有效的連接TiO2和碳納米管

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