MxSy(M=Mo,In)-TiO2納米管陣列光電凈化污染物研究.pdf

1、隨著環(huán)境污染、能源短缺的問題日益嚴重，制備新型納米材料用于治理環(huán)境污染問題和高效綠色新能源電極材料的研究成為目前的熱點問題。本論文以重金屬離子的降解和持久性有機污染物(POPs)的消減為目標，在陽極氧化法制備的TiO2納米管陣列上原位負載硫?qū)倩衔铮芯繌秃喜牧系墓獯呋凸怆姶呋阅?，同時對不同小分子有機酸輔助TiO2納米線陣列高效光催化還原Cr(VI)進行理論分析。具體的研究內(nèi)容如下所列：
　　(1)陽極氧化鈦絲制備高度有序的T

2、iO2納米管陣列作為基底，以硫代乙酰胺（C2H5NS）和鉬酸鈉（Na2MoO4.2H2O）為前驅(qū)體，通過簡單的一步水熱法原位負載生長MoS2納米片，成功制備得到片層MoS2/TiO2納米管復合材料。通過SEM,TEM,XPS,PL,Mapping和 EIS等測試方法表征復合材料的表面形貌和光電化學性能。將復合材料應用于光催化和光電催化還原Cr(VI)，表現(xiàn)出了優(yōu)異的光電催化性能。添加不同小分子有機酸作為空穴消耗劑時，有機酸對 Cr(VI

3、)還原的協(xié)同作用影響依次為，L(+)-酒石酸>草酸>檸檬酸>蘋果酸>丁二酸。研究表明，MoS2的摻雜對TiO2NTs光電催化的良好改性效果可能是因為過電壓的減小，電子轉(zhuǎn)移能力的提高，以及MoS2和TiO2NTs之間形成p-n異質(zhì)結，在節(jié)點處的內(nèi)部靜電場加速了光生電子-空穴對的分離。
　　(2)本論文對在小分子有機酸的存在條件下，TiO2 NWs可見光光催化還原Cr(VI)進行了機理研究。理論研究表明，LOA吸附在TiO2表面，在L

4、OA HOMO和TiO2 LUMO間形成的軌道重疊是Cr(VI)轉(zhuǎn)換為Cr(III)的決定性因素，TiO2和LOA之間形成的共價鍵使得電子從LOA直接傳遞到TiO2表面還原Cr(VI)。研究表明，酒石酸較易被波長大于1033nm的光激發(fā)分裂為兩個相同的分子片段，對協(xié)助TiO2NWs催化還原Cr(VI)表現(xiàn)出最佳的效果。Cr(VI)還原反應的動力學方程遵循兩步一級動力學曲線，初始階段較為緩慢而第二階段速率較快。
　　(3)以 L(+