二氧化鈦、量子點及復合材料的制備和光電化學性能研究.pdf

1、半導體光催化技術(shù)可以直接利用太陽能實現(xiàn)水分解制備清潔能源氫、分解有機污染物清潔環(huán)境、或者把CO2還原成碳氫化合物燃料,是能夠有效解決能源環(huán)境問題的綠色方法之一。在眾多光催化材料中,TiO2由于其低價、無毒、化學性質(zhì)穩(wěn)定、催化活性好等優(yōu)點而一直受到人們的普遍關(guān)注。半導體材料的光催化活性通常取決于材料的晶體結(jié)構(gòu)、電子結(jié)構(gòu)、缺陷、形貌和比表面等許多因素。鑒于此,本文首先利用水熱法,通過調(diào)控合成參數(shù),制備出不同形貌和晶型的TiO2,并研究了它們

2、的光催化降解有機染料的性能。運用X射線衍射、掃描和透射電子顯微測試手段進行物相分析、微觀結(jié)構(gòu)和形貌觀察。主要結(jié)果表明:TiO2納米管尺寸較小、為銳鈦礦結(jié)構(gòu);納米線尺寸較大、是板鈦礦和銳鈦礦組成的混晶結(jié)構(gòu)。甲基橙降解實驗發(fā)現(xiàn),由于混晶效果的作用,單位比表面TiO2納米線的光催化活性優(yōu)于TiO2納米管。
　　TiO2也被廣泛應用于太陽能電池材料,一個重要的原因是由于一維納米TiO2材料具有優(yōu)良的電子傳導性能。然而,作為一種寬帶隙半導體

3、(Eg~3.2 eV), TiO2只能吸收紫外光。為了提高總的太陽光利用效率,需要對其進行敏化。本文通過有機熱注入法制備了具有近紅外響應的PbS量子點和PbSe0.5S0.5固溶體量子點,然后利用自組裝的方法,將量子點與一維TiO2納米材料復合,并對其形貌、結(jié)構(gòu)和光物理性能進行了研究。結(jié)果表明:隨著耦合劑用量的增加,量子點的負載量增加,分散性下降;耦合反應時間延長,量子點的負載量增加。吸收光譜測試顯示負載量子點的一維TiO2納米材料吸收