TiO2納米管陣列制備與摻雜改性研究.pdf

1、TiO2納米管是一種具有高光催化活性的材料,能夠催化降解大多數(shù)有機(jī)污染物。近年來,研究者就這一材料體系存在的主要問題進(jìn)行了相關(guān)研究,主要體現(xiàn)在以下兩個(gè)方面:首先,由于其進(jìn)行光催化時(shí)對光源要求高,只有在短波長光的照射下才具有催化活性,對太陽光的利用率只占到總能量的5％左右,因此如何提高這一材料體系的光吸收范圍是一個(gè)亟待解決的問題。其次,由于光催化過程中光生載流子的復(fù)合率較高,使得光催化時(shí)光量子反應(yīng)效率降低。上述兩方面的不足限制了其作為光催

2、化材料的應(yīng)用。
　　 本文基于國內(nèi)外研究現(xiàn)狀,采用金屬離子對納米TiO2進(jìn)行摻雜改性,較好的解決了上述兩個(gè)光催化過程中遇到的問題。具體的實(shí)驗(yàn)過程如下:采用電化學(xué)陽極氧化法,首先在鈦金屬表面制備一層規(guī)則有序、結(jié)構(gòu)致密的TiO2納米管陣列,之后分別采用浸漬、沉積兩種方法對TiO2納米管進(jìn)行金屬離子的摻雜改性。對制得的樣品進(jìn)行SEM、XRD、XPS測試,分析了浸漬時(shí)間、沉積電壓,沉積液濃度、沉積時(shí)間等摻雜條件對樣品的表面形貌、晶體結(jié)構(gòu)

3、、元素組成及相對含量的影響。論文最后對TiO2納米管陣列的光催化特性進(jìn)行了研究,所采用的方法是以一定濃度的甲基橙溶液為標(biāo)準(zhǔn)物,通過對經(jīng)樣品催化后的甲基橙溶液的吸光度進(jìn)行UV-vis測試,表征TiO2納米管的光催化能力。通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以發(fā)現(xiàn),浸漬摻雜和沉積摻雜兩種方式都可以有效的提高樣品的光催化能力；對于浸漬法,主要的影響因素是浸漬時(shí)間,通過實(shí)驗(yàn)結(jié)果可以看出浸漬10min的樣品摻雜效果、光催化降解率更高；對于沉積法,沉積電壓、溶液濃度、沉