二氧化鈦-金屬硫化物、二氧化鈦-貴金屬、復(fù)合納米纖維的制備及光催化性質(zhì)研究.pdf

1、TiO2作為一種無機(jī)氧化物半導(dǎo)體，因其具有較高的物理化學(xué)穩(wěn)定性，耐光腐蝕，無毒而且價(jià)廉易得等特性，尤為引人注目。然而TiO2自身又存在著一定的缺陷，其一，作為寬帶隙半導(dǎo)體（銳鈦礦相，Eg=3.2eV），僅可以為波長380nm以下的紫外光所激發(fā)，所以較低的太陽光能利用率在一定程度上限制了它的應(yīng)用范圍。其二，TiO2半導(dǎo)體表面上光生電子空穴較高的復(fù)合機(jī)率成為限制其光催化作用的另一個(gè)因素。在此，我們采取了新穎、實(shí)用的方法通過對TiO2表面進(jìn)行

2、修飾，制備了異質(zhì)結(jié)構(gòu)的TiO2/Ag、 TiO2/CdS和TiO2/PbS等納米復(fù)合材料，以期達(dá)到延長光生電子-空穴對的壽命同時(shí)提高TiO2可見光響應(yīng)的目的。
　　利用靜電紡絲技術(shù)和溶劑熱方法成功地制備了異質(zhì)結(jié)構(gòu)TiO2/Ag復(fù)合納米材料。在溶劑熱反應(yīng)過程中，通過調(diào)控反應(yīng)時(shí)間，在納米纖維上分別構(gòu)造了不同形貌和尺寸大小的Ag納米結(jié)構(gòu)。在TiO2/Ag復(fù)合體系中，Ag的表面等離子效應(yīng)增加了復(fù)合體系對可見光的吸收能力，提高了TiO2的可

3、見光催化效率。在可見光照射下，比較了異質(zhì)結(jié)構(gòu)TiO2/Ag和純納米纖維降解羅丹明B的光催化活性。還討論了TiO2/Ag復(fù)合納米纖維的光催化機(jī)理及重復(fù)利用性問題。
　　結(jié)合靜電紡絲技術(shù)和水熱合成方法成功地制備了異質(zhì)結(jié)構(gòu)TiO2/CdS復(fù)合納米纖維。在此水熱反應(yīng)體系中，半胱氨酸既作硫化劑又起螯合劑的作用。通過調(diào)控水熱反應(yīng)中反應(yīng)物的濃度，從而控制了生長于TiO2納米纖維上的CdS納米粒子的尺寸大小及覆蓋度。TiO2/CdS復(fù)合體系中，由

4、于CdS納米粒子的敏化作用，拓寬了TiO2的光響應(yīng)范圍，有效地抑制了載流子的復(fù)合，提高了TiO2的可見光催化效率。另外通過可見光照射，比較了異質(zhì)結(jié)構(gòu)TiO2/CdS和純納米纖維降光催化性能。最后，還研究討論了TiO2/CdS復(fù)合納米纖維的光催化機(jī)理。
　　利用上面所提及方法又成功地合成了異質(zhì)結(jié)構(gòu)TiO2/PbS復(fù)合納米纖維，其是由次級結(jié)構(gòu)PbS納米晶體附著在TiO2納米纖維基質(zhì)所構(gòu)成的納米復(fù)合材料。通過改變反應(yīng)體系中的溶劑，分別選