N摻雜和N-Fe共摻雜TiO2薄膜的制備及光催化性能研究.pdf

1、TiO2是一種光催化活性高、無毒、化學(xué)穩(wěn)定性好、耐光腐蝕、成本低廉的光催化劑，在抗菌、光降解有機(jī)物、空氣凈化等方面都有廣泛的應(yīng)用前景。TiO2是寬禁帶半導(dǎo)體，只有在λ≤387nm的紫外光照射下才能體現(xiàn)其光催化活性，而輻射到地面的紫外光部分僅占太陽光的4％，使得太陽能的利用率很低。因此，窄化TiO2的禁帶寬度，提高TiO2對太陽能的利用率成為光催化技術(shù)的重要研究課題之一。
　　對TiO2進(jìn)行適當(dāng)?shù)脑負(fù)诫s是提高其光催化活性的一種有效

2、手段。本論文采用陽極氧化和電泳沉積的方法制備出了N摻雜和N-Fe共摻雜的TiO2薄膜，并對薄膜的成分、結(jié)構(gòu)及光催化性能進(jìn)行研究。本論文的具體工作如下:
　　(1)以濃度為10 g/L的TiN水懸浮液作為電解液，Ti片作為陽極，鉑片作為陰極，利用電泳沉積的方法在Ti片表面沉積一層TiN薄膜，然后對制備的TiN薄膜在空氣中進(jìn)行不同溫度的退火處理，在Ti片上形成了N摻雜的TiO2薄膜。TiO2薄膜由銳鈦礦相到金紅石相的轉(zhuǎn)變溫度在500-

3、600℃之間。與未摻雜的TiO2相比，500℃退火生成的N摻雜TiO2薄膜的紫外-可見吸收邊有明顯的紅移現(xiàn)象，其禁帶寬度減小至2.96 eV，對亞甲基藍(lán)有良好的可見光催化降解效果。
　　(2)以TiN薄膜作為陽極氧化的陽極，鉑片為陰極，在0.5 wt％ HF+0.1 mol/L Fe(NO3)3的水基電解液中，在Ti片表面制備了N-Fe共摻雜的TiO2薄膜，并在空氣中對其進(jìn)行不同溫度的退火處理。實驗結(jié)果表明，在Ti片表面形成了具有