二氧化鈦納米管的制備、改性及其光催化性能研究.pdf

1、二氧化鈦(TiO2)是一種物理化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定的n型寬禁帶半導(dǎo)體材料，禁帶寬度為3.2eV，具有無(wú)毒、無(wú)害、容易制備、價(jià)格低廉等優(yōu)點(diǎn)，在光電轉(zhuǎn)換、光致變色及光催化等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而純TiO2納米管對(duì)太陽(yáng)光的利用率過(guò)低，僅吸收占太陽(yáng)光不到5％的紫外光，并且TiO2光催化材料的光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合率極高等技術(shù)問(wèn)題嚴(yán)重影響了工業(yè)化的應(yīng)用。
　　光生電子-空穴對(duì)的分離效率的高低決定了光電器件的工作性能。由于在TiO2中光生電子-

2、空穴對(duì)容易復(fù)合，從而降低了光催化等的工作效率。研究表明，貴金屬，如：Ag、Au等，在TiO2表面的沉積修飾對(duì)其光催化性能有顯著的提高。這是由于具有較強(qiáng)電負(fù)性的金屬納米顆粒起著電子俘獲中心的作用，降低了光生電子-空穴對(duì)的復(fù)合速率。但是這些主要是關(guān)于TiO2納米薄膜的研究，關(guān)于表面修飾貴金屬納米顆粒的一維TiO2納米管光電性質(zhì)研究較少。本文針對(duì)以上問(wèn)題進(jìn)行系統(tǒng)研究，所取研究成果如下：
　　(1)本文利用陽(yáng)極氧化法制備高度有序的TiO2

3、納米管陣列，并系統(tǒng)的研究了TiO2納米管陣列形成機(jī)理，以及氧化電壓對(duì)納米管陣列生長(zhǎng)的影響。
　　(2)利用光催化還原法制備Ag顆粒修飾TiO2納米管陣列，并研究了該復(fù)合結(jié)構(gòu)的光學(xué)性質(zhì)。發(fā)現(xiàn)不同的Ag沉積量有效地改變TiO2納米管的光催化效率，而且適當(dāng)?shù)腁g納米顆粒沉積量有利于提高TiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)的表面光伏性能。
　　(3)利用電化學(xué)工作站，p型半導(dǎo)體Cu2O修飾n型半導(dǎo)體TiO2納米管陣列，可以有效的地提高太陽(yáng)光的利用率，并