Ag-N共改性TiO-,2-中空納米棒陣列的制備及光催化性能.pdf

1、當前環(huán)境問題和能源危機成為制約人類發(fā)展的兩大瓶頸，半導體光催化技術(shù)有望成為解決環(huán)境和能源問題的有效方法。TiO2由于其廉價、穩(wěn)定、無毒、活性較好，在光催化研究中被人們經(jīng)常采用。但是TiO2能隙較寬，光生電子空穴分離能力差而限制了其實際應(yīng)用。近年來，人們嘗試各種方法來提高光催化劑的效率：TiO2納米結(jié)構(gòu)的形貌，尺寸的控制；利用理想匹配電子能級結(jié)構(gòu)耦合不同半導體;貴金屬納米簇負載于TiO2顆粒表面；金屬，非金屬元素摻雜TiO2等。本文從兩個

2、方面來實現(xiàn)對TiO2的改性：
　　 ⑴TiO2納米結(jié)構(gòu)的形貌控制。以ZnO納米棒陣列為模板，利用液相沉積法制備TiO2納米棒/管陣列結(jié)構(gòu)。通過改變前驅(qū)液中鈦/硼摩爾比，反應(yīng)溫度等來控制TiO2納米結(jié)構(gòu)的形貌。
　　 ⑵金屬、非金屬元素共改性TiO2納米結(jié)構(gòu)光催化劑。以氟鈦酸銨為原料，液相沉積法制備TiO2中空納米棒陣列(THNA)能夠容易實現(xiàn)N摻雜，此基礎(chǔ)上進行Ag負載，研究不同Ag濃度對光催化的影響。我們利用拉曼，掃描

3、電子顯微鏡，透射電子顯微鏡，紫外可見吸收譜，光電子能譜等手段對樣品進行表征。結(jié)果表明：Ag元素不僅能夠促進銳鈦礦相TiO2向金紅石相轉(zhuǎn)變，而且能夠影響催化劑中N摻雜的含量。
　　 以亞甲基藍(MB)水溶液為模擬污染物，評價了催化劑在可見和紫外光照下的光催化性能。實驗結(jié)果表明：當Ag/Ti摩爾比為0.02時，Ag、N共摻雜的TiO2中空納米棒陣列(Ag/N-THNA)的紫外光催化效果最佳，其MB降解率約為N單摻雜的TiO2中空納米