溶膠-凝膠法制備TiO-,2-薄膜的光催化性能研究.pdf

1、TiO2光催化技術(shù)在空氣凈化、污水處理、太陽能利用、自潔凈等領(lǐng)域有廣闊的應(yīng)用前景，相比于粉體，TiO2薄膜更有實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。目前大多數(shù)的研究工作主要集中在TiO2光催化劑的制備及改性，但是關(guān)于光催化性能評價(jià)方法的研究很少，而且催化反應(yīng)的機(jī)理研究主要集中在化學(xué)方面。本文在半導(dǎo)體物理學(xué)的基礎(chǔ)上，研究了Fermi能級劈裂|Fn-Fp|在光催化中的作用，采用電導(dǎo)率法計(jì)算了|Fn-Fp|，并和光催化活性做了關(guān)聯(lián)，從而為TiO2光催化性能的評價(jià)提供

2、新的，有效地方法。
　　 以鈦酸丁酯及無水乙醇為原料，采用sol-gel法在玻璃表面制備了不同層數(shù)的TiO2薄膜。利用XRD、SEM、Raman、UV-Vis對薄膜的性能進(jìn)行了表征，通過降解甲基橙測試測試了樣品的光催化性能。結(jié)果表明薄膜為銳鈦礦結(jié)構(gòu)，粒徑分布為60-100nm，其中，500℃處理的3層TiO2薄膜的光降解率最高。電導(dǎo)率的測試結(jié)果表明薄膜的光電導(dǎo)率比暗電導(dǎo)率高了2-3個(gè)數(shù)量級，電導(dǎo)率隨著溫度的升高而升高。通過電導(dǎo)率

3、計(jì)算了|Fn-Fp|，結(jié)果表明隨著|Fn-Fp|數(shù)值的增加，光催化反應(yīng)速率也隨之增加，光催化活性提高，說明|Fn-Fp|是光催化過程中的一個(gè)重要參數(shù)。
　　 此外，同樣采用sol-gel法制備了Ni摻雜的TiO2薄膜，考察了不同摻雜量下薄膜的光催化性能。結(jié)果表明，7％摻雜量下薄膜的光催化性能最好，但是和純TiO2薄膜的光催化性能相比，效率有所下降，這是由于Ni得摻入使得薄膜的缺陷增加，而這些缺陷也成了光生電子和空穴的復(fù)合中心，從