基于不同元素?fù)诫sTiO2納米結(jié)構(gòu)的制備及其光催化性能研究.pdf

1、半導(dǎo)體光催化材料可以將太陽能轉(zhuǎn)化為能直接利用的二次能源，在光解水產(chǎn)氫和光降解污染物等領(lǐng)域具有良好的應(yīng)用前景。TiO2作為光催化領(lǐng)域的基準(zhǔn)材料，備受關(guān)注。本論文采用離子吸附和碳球模板法，制備了不同元素?fù)诫s的銳鈦礦TiO2超薄納米空心球結(jié)構(gòu)。通過各種表征手段對(duì)其形貌、結(jié)構(gòu)和光學(xué)特性進(jìn)行了表征分析，研究了異質(zhì)元素?fù)诫s對(duì)銳鈦礦TiO2內(nèi)部結(jié)構(gòu)的改變，通過光催化性能測(cè)試，分析了不同濃度不同元素?fù)诫s對(duì)銳鈦礦TiO2光催化活性的影響。
　　本論

2、文的主要研究?jī)?nèi)容和結(jié)論如下：
　　1.采用離子吸附和碳球模板法成功制備了不同濃度Na摻雜的TiO2超薄納米空心球結(jié)構(gòu)。通過摻雜堿金屬元素Na，拓寬了半導(dǎo)體材料TiO2的禁帶寬度，提高了材料的氧化還原電位。原位光沉積負(fù)載Pt作為助催化劑，成功實(shí)現(xiàn)了Na摻雜銳鈦礦TiO2在紫外光照下的光催化全分解水。
　　2.采用離子吸附和碳球模板法制備了Mg摻雜的TiO2超薄納米空心球結(jié)構(gòu)，并研究了不同濃度的Mg離子對(duì)其光催化性能的影響。堿土

3、金屬元素Mg摻雜拓寬了半導(dǎo)體光催化劑TiO2的禁帶寬度，并且有效抑制了銳鈦礦TiO2空心球內(nèi)部的固有缺陷態(tài)，從而實(shí)現(xiàn)了在太陽光驅(qū)動(dòng)下催化全分解水。在光催化過程中，Mg摻雜TiO2空心球樣品表現(xiàn)出了穩(wěn)定、高效的全分解水性能。其中0.5％Mg-TiO2空心球在350nm紫外光驅(qū)動(dòng)下催化全分解水的量子效率高達(dá)19.4%。
　　3.采用離子吸附和碳球模板法制備了不同濃度Ni摻雜的TiO2納米空心球結(jié)構(gòu)。過渡金屬元素Ni摻雜窄化了銳鈦礦Ti