硅摻雜TiO-,2-納米管陣列的制備及光電催化性能的研究.pdf

1、在光催化領(lǐng)域，TiO2納納米材料是光催化活性高，研究最廣泛的一種半導(dǎo)體。而Si摻雜的TiO2納米體系不僅具有很高的光催化活性，而且具有良好的熱穩(wěn)定性和量子尺寸效應(yīng)。目前為止所報(bào)道的Si摻雜的TiO2納米材料都是以粉末狀的形式存在，如果將Si摻雜的TiO2納米材料制備成電極，不僅避免了粉末光催化劑的回收問題，而且電輔助光催化可有效抑制電荷載流子的復(fù)合，從而展示出更高的光催化活性。 本論文分別采用電化學(xué)沉積法和熱蒸發(fā)法，在陽極氧化法

2、制備的高度有序TiO2納米管陣列表面摻雜Si元素。掃描電子顯微鏡顯示采用這兩種方法制備的Si摻雜TiO2納米管垂直于鈦基底定向生長(zhǎng)形成有序納米管陣列。X-射線衍射分析表明，所引入的Si可能摻入到TiO2的晶格中，因而提高了TiO2的熱穩(wěn)定性，抑制了金紅石相的生成及晶粒的長(zhǎng)大。采用電化學(xué)沉積法制得的Si摻雜的TiO2納米管經(jīng)紫外，可見漫反射分析，表明Si摻雜的TiO2納米管吸收邊帶發(fā)生了明顯的藍(lán)移，在紫外區(qū)的吸收強(qiáng)度也明顯增強(qiáng)：與未摻雜的

3、TiO2納米管相比，Si摻雜TiO2納米管電極的紫外光電化學(xué)響應(yīng)顯著提高，其光電流密度是未摻雜的1.48倍；硅摻雜TiO2納米管陣列光電催化降解五氯酚的動(dòng)力學(xué)常數(shù)(1.651 h-1)是未摻雜TiO2納米管電極(0.823 h-1)的2.0倍。采用熱蒸發(fā)法制備的Si摻雜TiO2納米管經(jīng)光電壓譜分析表明，摻硅后TiO2納米管陣列響應(yīng)峰藍(lán)移至310-380 nm范圍，光電催化降解苯酚的動(dòng)力學(xué)常數(shù)(0.922 h-1)是未摻雜TiO2納米管電