鑭摻雜TiO2納米管的制備及光催化性能研究.pdf

1、納米TiO2是一種新型半導(dǎo)體材料，在太陽能的儲存與利用、光電轉(zhuǎn)換、光致變色及光催化降解大氣和水中的污染物等諸多方面具有廣闊的應(yīng)用前景。但其禁帶寬約3.2eV，激發(fā)產(chǎn)生電子-空穴對需用（近）紫外線光照射，其電荷載流子復(fù)合速率很快，一般發(fā)生在皮秒和納秒的時(shí)間尺度范圍內(nèi)，導(dǎo)致光催化活性不高，制約了其廣泛的實(shí)際應(yīng)用，提高其光催化性能是目前研究的主要方向之一。
　　本文以鈦酸丁酯為前驅(qū)體，通過溶膠-凝膠法制備了未摻雜和鑭離子摻雜的二氧化鈦納

2、米粉體，以陽極氧化鋁為模板制備未摻雜和鑭離子摻雜的TiO2納米管。利用場發(fā)射掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、比表面儀、熒光光譜儀和X射線衍射儀等對產(chǎn)物進(jìn)行表征，并對其形成的影響因素及機(jī)理進(jìn)行分析。以甲基橙為目標(biāo)降解物，研究試樣的光催化性能。
　　通過場發(fā)射掃描電子顯微鏡和透射電子顯微鏡表征，結(jié)果表明：本試驗(yàn)條件下制得的氧化鋁膜孔洞排列有序、分布均勻，孔徑為80nm～130nm，孔密度達(dá)1011個(gè)/cm-2，用此做模板制得的的TiO

3、2納米管外徑為80nm~130nm，內(nèi)徑為50nm~70nm，較均勻；同樣以溶膠-凝膠法并經(jīng)后續(xù)熱處理制得的TiO2納米粉粒徑為20nm~30nm，較均勻。
　　在15W紫外光源照射下，經(jīng)150min光催化降解試驗(yàn)結(jié)果表明：TiO2納米管比納米粉具有更高的光催化性能；摻雜鑭元素的TiO2納米管光催化性能優(yōu)于未摻雜的TiO2納米管；稀土鑭摻雜0.5％的銳鈦礦晶型TiO2納米管降解率達(dá)89.11%。
　　對鑭離子摻雜的二氧化鈦納