TiO2基納米管陣列薄膜的制備、表征及光電催化性能研究.pdf_第1頁
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文檔簡介

1、本研究首先通過兩步陽極氧化法制備TiO2納米管陣列薄膜,采用FE-SEM,F(xiàn)E-TEM,XRD,XPS和Raman等手段對樣品進(jìn)行表征分析。結(jié)果表明,TiO2納米管陣列排列整齊、高度有序、管口尺寸均一,且具有良好的銳鈦礦晶型;并隨著陽極氧化時間從1h、2h、3h到4h,管長從6.92μm、10.00μm、14.44μm到20.84μm。隨后,以亞甲基藍(lán)(MB)為“目標(biāo)反應(yīng)物”進(jìn)行光電催化活性實驗,結(jié)果表明陽極氧化2h管長為10.00μm

2、的納米管,光電催化反應(yīng)90min,MB降解率為88.71%,表現(xiàn)出最優(yōu)的光電催化活性。此外,對該反應(yīng)進(jìn)行動力學(xué)模擬,發(fā)現(xiàn)其基本符合準(zhǔn)一級反應(yīng)動力學(xué)模型,且陽極氧化2h納米管陣列薄膜的反應(yīng)動力學(xué)常數(shù)k為0.024 min-1,反應(yīng)速率最大,與活性實驗結(jié)果一致。
  基于上述陽極氧化TiO2納米管為初始反應(yīng)物和模板,在Sr(OH)2溶液中水熱反應(yīng)30min,合成異質(zhì)結(jié)TiO2/SrTiO3納米管陣列薄膜,并采用FE-SEM,F(xiàn)E-TE

3、M, XRD,XPS和Raman等手段對樣品進(jìn)行表征分析。結(jié)果表明,在高度有序的納米管表面的部分TiO2發(fā)生原位取代形成SrTiO3,后經(jīng)高溫處理后促使銳鈦礦TiO2(004)高活性晶面的取向生長;并隨著陽極氧化反應(yīng)時間從1h、2h、3h到4h,管長由從7.19μm、10.45μm、13.90μm到20.78μm。隨后,以MB為“目標(biāo)反應(yīng)物”進(jìn)行光電催化活性實驗,與純TiO2納米管相比,發(fā)現(xiàn)異質(zhì)結(jié)TiO2/SrTiO3活性提高非常明顯,

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