黑色二氧化鈦-碳納米管復(fù)合材料的制備及其應(yīng)用研究.pdf

1、在眾多的光催化材料中，二氧化鈦?zhàn)鳛樽詈线m的光催化劑之一，由于其低成本，無(wú)毒性，良好的穩(wěn)定性和商業(yè)可用性而受到了廣泛關(guān)注。然而，二氧化鈦光催化劑也存在一些缺陷，包括僅限于吸收紫外光光譜和光生電子-空穴對(duì)的快速?gòu)?fù)合等問(wèn)題。這些問(wèn)題導(dǎo)致二氧化鈦的太陽(yáng)光利用率很低，并且削弱了光激發(fā)的氧化還原反應(yīng)。為了增強(qiáng)可見(jiàn)光區(qū)域中的二氧化鈦活性，通過(guò)過(guò)渡金屬添加劑，非金屬，稀土金屬，自摻雜和敏化劑，與其它半導(dǎo)體結(jié)合等方法進(jìn)行改性。近來(lái)的研究表明二氧化鈦?zhàn)該诫s

2、能夠明顯改善其可見(jiàn)光催化能力，此外具有大表面積，高導(dǎo)電性，高化學(xué)穩(wěn)定性，高拉伸強(qiáng)度和獨(dú)特的一維(1D)結(jié)構(gòu)等優(yōu)點(diǎn)的碳納米管(CNT)也是眾多被研究的材料之一。
　　本文采用了一種簡(jiǎn)單的一步溶劑熱反應(yīng)結(jié)合原位固態(tài)化學(xué)還原方法制備了TiO2-x/CNT光催化材料，N，S-TiO2-x/CNT光催化材料和二氧化鈦光催化劑。通過(guò)X射線(xiàn)衍射，拉曼，傅里葉變換紅外光譜，掃描電子顯微鏡，透射電子顯微鏡，X射線(xiàn)光電子光譜和UV-vis漫反射光譜來(lái)

3、詳細(xì)表征所制備的光催化劑。
　　結(jié)果表明，所制備得到的TiO2-x/CNT光催化材料和N，S-TiO2-x/CNT光催化材料都顯示出了三維海膽狀異質(zhì)結(jié)結(jié)構(gòu)，并且Ti3+自摻雜到銳鈦型二氧化鈦晶格中。因此，黑色TiO2-x/CNT光催化材料表現(xiàn)出了非常高的可見(jiàn)光驅(qū)動(dòng)光催化活性和電化學(xué)性能。甲基橙在可見(jiàn)光照射下的光催化降解速率在150分鐘時(shí)達(dá)到99.6％，并且氫產(chǎn)生速率高達(dá)242.9μmolh-1g-1，這被歸因于3D海膽狀結(jié)構(gòu)生產(chǎn)了