新型TiO2復(fù)合材料制備及光催化性能研究.pdf

1、自從1972年日本科學(xué)家Fujishima和Hoda發(fā)現(xiàn)二氧化鈦電極上制氫的現(xiàn)象，多相光催化引起廣大學(xué)者的濃厚興趣，全世界學(xué)者對多相光催化進行大量的研究，探索光催化原理，致力提高可見光吸收效率和電子空穴分離效率以提高太陽光和可見光催化效率，例如，通過合適的結(jié)構(gòu)設(shè)計、修飾、形成半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)或金屬半導(dǎo)體異質(zhì)結(jié)。本工作研究以下內(nèi)容：
　　1.采用浸漬法，以醋酸鈷作為鈷源制備了Co2+表面修飾TiO2納米棒，Co2+(2％)/TiO2光催

2、化效率最好，并發(fā)現(xiàn)Co2+離子表面修飾TiO2可以使電子空穴有效分離。通過分析在退火溫度為100和200℃時，樣品有Co(OH)2存在。在光催化性能實驗中，Co/TiO2-50樣品中Co2+離子與光子發(fā)生協(xié)同作用降解RhB溶液；并發(fā)現(xiàn)退火溫度100和200℃樣品光催化效率最高。
　　2.通過水熱法制備了Cu2O與TiO2空心結(jié)構(gòu)異質(zhì)結(jié)，并在可見光和太陽光照射下的光催化降解RhB溶液。在可見光和太陽光照射下，與TiO2NP、TiO2

3、HS和Cu2O/TiO2NP相比，由于空心結(jié)構(gòu)和Cu2O與TiO2的異質(zhì)結(jié)構(gòu)使光生電子空穴有效分離，導(dǎo)致Cu2O/TiO2HS擁有最高的光催化活性。
　　3.通過光沉積法制備了離子共振體系A(chǔ)g/AgCl與空心TiO2結(jié)合高效催化劑，是純TiO2空心結(jié)構(gòu)催化效率的13倍。通過一系列電化學(xué)分析，我們認(rèn)為Ag/AgCl的LSPR效應(yīng)導(dǎo)致電子空穴的有效分離。
　　4.通過碳球為模板-溶膠凝膠制備Ti3+自摻雜空心結(jié)構(gòu)TiO2（RTi

4、O2HS）。RTiO2HS樣品的直徑和殼厚度分別約為800-950nm和20-30nm，RTiO2HS顯示高效太陽能和可見光光催化效率。RTiO2HS能提高光催化效率的原因是NaBH4還原TiO2使Ti4+形成Ti3+，這使得TiO2顆粒中形成氧空位，拓寬了光譜的吸收范圍并且促使了光生電子空穴有效的分離。
　　5.通過光還原沉積制備Ag-RTiO2HS離子共振材料，該材料由于LSPR效應(yīng)，太陽光催化效率提是RTiO2HS的1.5倍