碳納米管負載納米二氧化鈦光電性能研究.pdf

1、TiO2由于受激發(fā)波長限制,對太陽能的利用只限于不到5％的紫外光。因此如何提高TiO2催化劑的催化效率是目前光催化領(lǐng)域研究的重要課題。本文主要通過構(gòu)建CNTs/TiO2復合材料,并通過微波等離子體摻雜技術(shù)實現(xiàn)復合材料的N、C摻雜,研究不同復合催化劑的光催化性能和光電性能。CNTs/TiO2復合材料的構(gòu)建主要集中在兩個方面:一是控制二氧化鈦形貌和粒徑并避免團聚發(fā)生,二是利用復合材料提高提高電子轉(zhuǎn)移速率,減少電子和空穴復合。通過N、C摻雜改

2、性提高二氧化鈦的光響范圍,提高電子躍遷幾率。
　　本文通過微波等離子體增強化學氣相沉積裝置制備管徑均勻的碳納米管。以氧氣為氣源,通過低壓射頻等離子體對碳納米管表面進行活性處理,而后放置于濃硫酸中酸化,使碳管表面羧基化。對酸化后的碳納米管再次通過低壓射頻等離子體表面改性,增強碳管表面的親水性能。
　　采用氣相水解法,制備CNTs/TiO2復合材料。將酸化并等離子體親水改性后的碳納米管置于空氣中充分吸收水分,而后放置于氮氣保護的

3、TiCl4氣氛中,實現(xiàn)TiCl4在碳納米管表面的水解形成CNTs/TiO2復合材料。在通過不同溫度焙燒得到不同晶型含量的二氧化鈦復合樣品。最后通過微波等離子體實現(xiàn)對復合樣品的C、N摻雜改性。通過FT-IR、XRD、SEM、TEM、XPS、UV-Dis等方法對樣品進行了測試和表征。通過對甲基橙的光催化降解實驗測試了復合催化劑的光催化性能。經(jīng)過光催化測試表明,復合催化劑的光催化性能要遠高于粉體TiO2;同一溫度焙燒的復合催化劑,摻雜后的復合