TiO2薄膜光電導(dǎo)與光催化性能關(guān)系的研究.pdf

1、TiO2光催化性能長(zhǎng)期以來一直是人們研究的熱點(diǎn)，由于研究的復(fù)雜性，難以對(duì)其光催化性能進(jìn)行統(tǒng)一評(píng)定。光電導(dǎo)與光催化過程都與光生載流子相關(guān)。
　　光催化活性易受樣品的晶相組成、晶粒尺寸、膜層厚度、元素?fù)诫s等因素的影響，為了保證研究中樣品體系的完整性，本論文采用溶膠-凝膠法，在石英玻璃襯底上旋涂制備了不同退火溫度、保溫時(shí)間、薄膜厚度、摻F濃度的TiO2薄膜。從實(shí)驗(yàn)中考查了樣品在365nm紫外光照射下光電導(dǎo)率和光催化性能的關(guān)系。
　

2、　實(shí)驗(yàn)研究表明光電導(dǎo)值（⊿σ）越大，光催化性能（反應(yīng)速率常數(shù)kapp）越好，說明了光電導(dǎo)和光催化性存在一定的內(nèi)在聯(lián)系，進(jìn)而為物理法表征光催化性能奠定實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。TiO2薄膜樣品的晶粒尺寸隨保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而得到增大，光電導(dǎo)值和光催化性能也相應(yīng)增大;光催化活性和光電導(dǎo)值都隨TiO2薄膜厚度增加先上升后下降，本研究中最佳膜厚為331.5nm。退火溫度的差異產(chǎn)生不同TiO2晶型結(jié)構(gòu)，750℃金紅石-銳鈦礦兩相混晶樣品的性能最優(yōu);600℃的銳鈦礦相

3、優(yōu)于550℃;900℃的純金紅石性能最差;400℃為無定型TiO2，幾乎沒有光催化活性和光電導(dǎo)率;光催化活性和光電導(dǎo)值都隨TiO2摻F量增加先上升后下降，本實(shí)驗(yàn)中最佳F％為2％。
　　為了探索光電導(dǎo)與光催化性能之間的內(nèi)在關(guān)系，從光催化動(dòng)力學(xué)角度出發(fā)，以光生空穴是反應(yīng)中最主要的氧化劑為切入點(diǎn)，提出若干假設(shè)，建立了簡(jiǎn)化的TiO2光催化模型。結(jié)合實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)擬合與理論分析，得到了⊿σ-kapp所得公式為擬合曲線的模型，與實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行對(duì)比，有