一維二氧化鈦的制備及Ag、Au納米顆粒對(duì)其表面修飾.pdf

1、納米TiO2是一種多功能半導(dǎo)體材料，因其具備強(qiáng)穩(wěn)定性，無(wú)毒，電子遷移率高等優(yōu)異特性，激起了研究者對(duì)其關(guān)注熱潮。目前的研究結(jié)果表明TiO2在光催化、光電轉(zhuǎn)換和紫外探測(cè)等領(lǐng)域均有廣闊的應(yīng)用前景。與其他TiO2粉體相比，一維納米材料的穩(wěn)定性更高，電荷傳輸能力更強(qiáng)，比表面積更大，這有利于提高其光電性能。同時(shí)，納米材料的應(yīng)用也依賴于不同形貌所表現(xiàn)出來(lái)的特點(diǎn)。目前報(bào)道了許多用濕化學(xué)法制備TiO2的研究成果，但是由于金屬Ti的高熔點(diǎn)、低氣壓特性，很難

2、在溫和條件下采用氣相法合成一維TiO2納米材料。本文采用一種經(jīng)濟(jì)、簡(jiǎn)單的方法合成形貌各異的高結(jié)晶度一維TiO2納米結(jié)構(gòu)，討論了不同形貌結(jié)構(gòu)的生長(zhǎng)機(jī)理和光電性能，并對(duì)TiO2納米線的表面改性做初步研究，具體結(jié)果如下:
　　(1)以Ti片為鈦源，Pd為催化劑，采用CVD法，在不同催化劑含量和反應(yīng)溫度下，制備出形貌各異的TiO2納米結(jié)構(gòu)。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，①Ti片在PdCl2:乙醇溶液中用紫外光照射30 min、1h和2h，于900℃反應(yīng)，得到

3、的納米線尺寸從56.4 nm增至187.95 nm，長(zhǎng)度從幾十微米減至幾微米。②保持催化劑濃度一定，反應(yīng)溫度為700℃、730℃和800℃，分別得到了TiO2納米片、納米帶和塔狀結(jié)構(gòu)。XRD和拉曼光譜表征證實(shí)所有的TiO2納米結(jié)構(gòu)都是純凈的金紅石型;納米線的形成為VLS生長(zhǎng)機(jī)制，而納米片、納米帶和塔狀結(jié)構(gòu)則是VLS和VS共同作用的結(jié)果。
　　(2)催化劑處理1h，在760℃下反應(yīng)40 min制備了帶鋸齒的錐狀TiO2納米帶。鋸齒的

4、出現(xiàn)是納米帶在生長(zhǎng)過(guò)程中，表面裸露的Ti+和O-的活性不同而引起生長(zhǎng)速度不同形成的。單根納米帶的微區(qū)拉曼成像表明這種TiO2錐狀結(jié)構(gòu)的化學(xué)組分分布均勻，表面光伏測(cè)試中也表現(xiàn)了良好的光電響應(yīng)，這對(duì)TiO2在光電器件方面的應(yīng)用具有重要價(jià)值。
　　(3)最后采用光化學(xué)沉積法和浸漬-沉積法分別合成Ag/TiO2和Au/TiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)。比較了沉積不同時(shí)間的金屬顆粒沉積量，沉積時(shí)間越長(zhǎng)，吸附于TiO2納米線表面的顆粒越多。當(dāng)Au顆粒吸附時(shí)間