硫摻雜對(duì)納米TiO-,2-薄膜可見光吸收的改善作用.pdf

1、本論文研究了硫摻雜納米二氧化鈦薄膜的制備及硫摻雜對(duì)納米TiO<,2>光催化活性的影響，重點(diǎn)研究了硫摻雜對(duì)納米TiO<,2>可見光吸收的改善作用，探討了S-TiO<,2>薄膜對(duì)亞甲基藍(lán)的降解活性. 首先，以硫脲(thiourea)為S的源物質(zhì)，鈦酸丁酯(Ti(OBu)<,4>)為鈦的前驅(qū)體，以玻片為載體，采用溶膠一凝膠一浸漬提拉法制備S-TiO<,2>薄膜.通過(guò)XRD、SEM、AFM等手段分析和表征硫摻雜對(duì)表面形貌及成分、晶相結(jié)構(gòu)

2、和晶粒大小的影響.分析結(jié)果表明，適量硫元素的引入有助于抑制晶粒長(zhǎng)大和金紅石相的生成，S的最佳摻雜量為thiourea:Ti(OBu)<,4>=3:1(摩爾比).這時(shí)，薄膜的表面比較平，結(jié)構(gòu)較致密；樣品燒結(jié)后表面有摻雜硫元素的存在，沒(méi)有發(fā)現(xiàn)氮元素，并且硫元素分布均勻. 其次，本文研究了摻雜TiO<,2>的光催化降解機(jī)理和對(duì)可見光吸收的改善作用，紫外一可見光光譜表明摻雜硫的TiO<,2>薄膜對(duì)光的吸收邊向可見光方向移動(dòng).XPS分析表

3、明，熱處理過(guò)程中硫由S<'2->被氧化為S<'4+>并取代部分Ti<'4+>進(jìn)入TiO<,2>晶格中.硫摻雜后，在價(jià)帶上形成一個(gè)電子占據(jù)能級(jí)，同時(shí)S<,3p>也有助于形成一個(gè)由Ti<,3d>和O<,2p>態(tài)構(gòu)成的導(dǎo)帶.價(jià)帶上的電子占據(jù)能級(jí)的價(jià)帶顳位主要由S<,3p>態(tài)構(gòu)成，S<,3p>態(tài)與價(jià)帶的交叉使價(jià)帶變寬，導(dǎo)致能帶變窄，從而提高了可見光的光譜響應(yīng). 最后，研究了S-TiO<,2>薄膜對(duì)亞甲基藍(lán)溶液的光催化降解作用.考察了不同