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文檔簡介
1、二氧化鈦是一種重要的無機功能材料,TiO2納米管具有較大的比表面積,在太陽能的儲存與利用、光電轉(zhuǎn)換、光致變色及光催化降解大氣和水中的污染物等方面有廣闊的應(yīng)用前景。但是,由于TiO2對可見光吸收差、量子效率低,抑制了對太陽光的利用率,也限制了它的光催化性能。為此,國內(nèi)外研究者對TiO2進(jìn)行改性來提高其光譜響應(yīng)范圍和光催化活性,如離子摻雜,貴金屬沉積,半導(dǎo)體復(fù)合等。CdS作為窄禁帶寬度的一種半導(dǎo)體,能夠很好地利用可見光激發(fā)電子,但是CdS易
2、發(fā)生光化學(xué)腐蝕影響材料的使用壽命。為此,本論文將TiO2與CdS進(jìn)行復(fù)合,從復(fù)合光催化劑的合成和光催化應(yīng)用等角度做深入研究。
采用水熱法制備鈦基納米管,對其進(jìn)行400℃溫度熱處理制備TiO2納米管,分別以以上的納米管為基體材料,利用雙官能團(tuán)物質(zhì)2-巰基丙酸為連接劑,制備納米管表面沉積CdS量子點的樣品。在實驗中討論了2-巰基丙酸濃度、基體材料和熱處理溫度對樣品的物相、微觀結(jié)構(gòu)和光催化活性的影響。通過X射線衍射儀、透射電子顯
3、微鏡、紫外可見分光度計和光催化裝置對材料進(jìn)行表征。結(jié)果表明,通過改變2-巰基丙酸濃度可以調(diào)節(jié)沉積的CdS量子點的數(shù)量和大小,制備的復(fù)合光催化劑的光譜響應(yīng)范圍介于TiO2與CdS之間,其吸收邊在540mm左右,相對于TiO2發(fā)生了明顯的紅移。分析不同濃度2-巰基丙酸制備的試樣在可見光和紫外光下的光催化活性,當(dāng)2-巰基丙酸濃度為0.7M時制備的復(fù)合光催化劑具有最優(yōu)性。以不同溫度熱處理的TiO2為基體材料,制備CdS/TiO2復(fù)合光催化劑,實
4、驗表明,基體材料煅燒溫度過高不利于CdS量子點與TiO2納米管的復(fù)合,得到的復(fù)合光催化劑在600℃時具有更好的光催化活性和可見光吸收能力。
通過DDAB處理過的鈦基納米管為基體材料,利用2-巰基丙酸制備CdS量子點僅沉積在鈦基納米管內(nèi)表面的復(fù)合光催化劑。試驗中討論了DDAB濃度、2-巰基丙酸濃度和熱處理溫度對鈦基納米管晶體結(jié)構(gòu)、表面形貌和催化活性的影響。結(jié)果表明,經(jīng)DDAB處理過的基體材料可以使CdS量子點僅沉積在其內(nèi)部,
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