沉积Ag及CuO的TiO2纳米管的制备及其性能的研究

论文摘要

一维纳米材料（如纳米管、纳米线、纳米棒、纳米带等）由于其独特的性质和潜在的应用越来越引起了人们的关注。纳米TiO2作为一种绿色功能材料,具有湿敏、气敏、介电效应、光电转化、光致变色及优越的光催化等性能,在涂料、塑料、造纸、陶瓷、传感器、介电材料和自洁材料等领域应用广泛。与纳米TiO2粉末相比,Ti02纳米管的特殊结构,使它具有更大的比表面积和更强的吸附能力,表现出更高的光催化性能和光电转化效率。二氧化钛因其化学稳定性好、成本低、光催化活性强、无毒等性质而被认为具有广泛的应用前景。但是由于其只能吸收紫外光部分,使其对可见光的利用率比较低；另外,Ti02的光生电子与空穴易复合,导致其量子效率也较低。限制了其应用。因此,需要对其进行改性以提高其性能。本文采用阳极氧化法,在无机电解液中制备出TiO2纳米管阵列,然后采用光还原沉积法和热分解法分别在Ti02纳米管上沉积贵金属Ag和CuO改性TiO2光催化剂。本文运用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱分析（XPS）及紫外可见光漫反射（DRS）等技术对其表面形貌、晶型、元素、光吸收性能加以表征。以罗丹明B溶液为目标降解物研究改性的TiO2纳米管阵列的光催化活性。实验结果表明：（2）采用光还原沉积法和热分解法分别在硝酸银溶液和硫酸铜溶液中制备出沉积Ag-TiO2及CuO-TiO2纳米管阵列；（3）对于罗丹明B的光催化降解实验表明,沉积金属Ag及CuO能够有效的抑制光生电子与空穴的复合,提高TiO2纳米管阵列的光催化活性；（4）DRS结果表明对TiO2纳米管改性之后,Ti02的吸收边带红移,拓宽了光谱响应范围。该项研究克服以往Ti02只能吸收紫外光,量子效率低等缺点,为该光催化剂走向应用提供实验数据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第一章 绪论
• 1.1 光催化研究概述
• 2光催化剂'>1.2 TiO₂光催化剂
• 2晶体结构'>1.2.1 TiO₂晶体结构
• 2光催化反应机理'>1.2.2 TiO₂光催化反应机理
• 2光催化活性影响因素'>1.2.3 TiO₂光催化活性影响因素
• 2纳米管阵列研究简介'>1.3 TiO₂纳米管阵列研究简介
• 2纳米管阵列制备方法'>1.3.1TiO₂纳米管阵列制备方法
• 2纳米管阵列生长机理'>1.3.2 TiO₂纳米管阵列生长机理
• 2纳米管阵列性能与应用'>1.3.3 TiO₂纳米管阵列性能与应用
• 1.4 研究目的和内容
• 1.4.1 研究目的
• 1.4.2 研究内容
• 2纳米管阵列的制备及性能的研究'>第二章 Ag-TiO₂纳米管阵列的制备及性能的研究
• 2.1 实验药品和仪器
• 2.2 纳米管阵列的制备
• 2.3 样品的表征
• 2.4 光催化活性的评价
• 2.5 结果与讨论
• 2.5.1 纳米管阵列的光催化活性
• 2.5.2 纳米管阵列XRD的表征
• 2.5.3 纳米管阵列SEM的表征
• 2.5.4 纳米管阵列XPS的表征
• 2.5.5 纳米管阵列DRS的表征
• 2.6 本章小结
• 2纳米管阵列的制备及性能的研究'>第三章 CuO-TiO₂纳米管阵列的制备及性能的研究
• 3.1 实验药品和仪器
• 3.2 纳米管阵列的制备
• 3.3 样品的表征
• 3.4 光催化活性的评价
• 3.5 结果与讨论
• 3.5.1 不同制备条件对于活性的影响
• 3.5.2 不同制备条件纳米管晶型的表征
• 3.5.3 纳米管阵列的光催化活性
• 3.5.4 纳米管阵列SEM的表征
• 3.5.5 纳米管阵列XRD的表征
• 3.5.6 纳米管阵列DRS的表征
• 3.6 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间发表论文