TiO2薄膜光電導與光催化性能關系的研究.pdf

1、TiO2光催化性能長期以來一直是人們研究的熱點，由于研究的復雜性，難以對其光催化性能進行統(tǒng)一評定。光電導與光催化過程都與光生載流子相關。
　　光催化活性易受樣品的晶相組成、晶粒尺寸、膜層厚度、元素摻雜等因素的影響，為了保證研究中樣品體系的完整性，本論文采用溶膠-凝膠法，在石英玻璃襯底上旋涂制備了不同退火溫度、保溫時間、薄膜厚度、摻F濃度的TiO2薄膜。從實驗中考查了樣品在365nm紫外光照射下光電導率和光催化性能的關系。
　

2、　實驗研究表明光電導值（⊿σ）越大，光催化性能（反應速率常數(shù)kapp）越好，說明了光電導和光催化性存在一定的內在聯(lián)系，進而為物理法表征光催化性能奠定實驗基礎。TiO2薄膜樣品的晶粒尺寸隨保溫時間的延長而得到增大，光電導值和光催化性能也相應增大;光催化活性和光電導值都隨TiO2薄膜厚度增加先上升后下降，本研究中最佳膜厚為331.5nm。退火溫度的差異產生不同TiO2晶型結構，750℃金紅石-銳鈦礦兩相混晶樣品的性能最優(yōu);600℃的銳鈦礦相

3、優(yōu)于550℃;900℃的純金紅石性能最差;400℃為無定型TiO2，幾乎沒有光催化活性和光電導率;光催化活性和光電導值都隨TiO2摻F量增加先上升后下降，本實驗中最佳F％為2％。
　　為了探索光電導與光催化性能之間的內在關系，從光催化動力學角度出發(fā)，以光生空穴是反應中最主要的氧化劑為切入點，提出若干假設，建立了簡化的TiO2光催化模型。結合實驗數(shù)據擬合與理論分析，得到了⊿σ-kapp所得公式為擬合曲線的模型，與實驗數(shù)據進行對比，有