超細TiO2及其復合粉體的制備、表征與光催化性能研究.pdf

1、南京理工大學博士學位論文超細TiO2及其復合粉體的制備、表征與光催化性能研究姓名：趙金偉申請學位級別：博士專業(yè)：材料學指導教師：陳光20110104摘要博士論文Ti02復合粉體，并用XRD、SEM、IR、XPS等技術對復合粉體進行表征，考察了三種方法制備的樣品光催化降解甲基橙的差異，并結合表面組成、帶隙能等探討復合粉體ZnS／Ti02的光催化機理。結果表明，三種方法制備的復合粉體形狀都以球形為主。物理混合法制備的ZnS／Ti02復合粉體

2、因為經過了充分的攪拌，混合較均勻，團聚相對較?。痪鶆虺恋矸ㄖ苽涞姆垠w顆粒尺寸較小，只有108nm，呈層狀團聚。均勻沉淀法制備的納米ZnS／Ti02復合粉體的XRD圖譜中ZnS的晶型不清楚，含量較少，峰型有可能被Ti02晶型覆蓋。用固體紫外可見光譜測定了三種復合粉體的帶隙能。物理混合法的帶隙能為269eV；表面沉淀法的帶隙能為266eV；均勻沉淀法的帶隙能為270eV。三者相差不大，但都明顯小于單一納米Ti02、ZnS粉體的帶隙能。三種方

3、法制備的納米ZnSfri02復合粉體光催化降解甲基橙的活性順序為：表面沉淀法物理混合法均勻沉淀法。三種復合粉體帶隙能的測定結果與光催化降解甲基橙的活性非常一致。三種復合粉體都表現(xiàn)出高于單一半導體的光催化性能。用物理混合法、分步沉淀法、均勻沉淀法成功制備了摻雜摩爾比為l：10的ZnO／Ti02復合粉體，并用XRD、SEM、IR、XPS等技術對復合粉體進行表征，考察了三種方法制備的樣品光催化降解甲基橙的差異，并結合表面組成、帶隙能等探討復合

4、粉體ZnO／Ti02的光催化機理。結果表明，三種復合粉體的形貌、晶型、組成都有一定的差異。光催化降解甲基橙實驗結果的活性順序為：物理混合法分步沉淀法均勻沉淀法。三種復合粉體都表現(xiàn)出高于單一半導體的光催化活性。固體紫外可見光譜帶隙能的測定值分別為：物理混合法為281eV；分步沉淀法為287eV；均勻沉淀法為298eV。三者的帶隙能有一定的差異，但都明顯低于Ti02和ZnO粉體的帶隙能。ZnO的加入，減少了復合粉體表面電子一空穴對的復合，以

5、及帶隙的窄化都導致復合粉體光吸收效率的增強。電子能譜顯示，物理混合法ZnO／Ti02復合粉體中的元素Zn：Ti的比例最高。ZnZ的相對增多減少了復合粉體表面電子一空穴對的復合，從而使復合粉體的表面產生了更多的OH和02。，OH和02。在光催化過程中起主要作用。這一結果與物理混合法ZnO／Ti02復合粉體的低帶隙能、高催化活性是一致的。不同方法制備的復合粉體的光催化性能受其形態(tài)、結構影響較大。關鍵詞：超細粉體，納米Ti02，復合粉體，粒度