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《TiO2同轴异质结的制备及光催化性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、第28卷第4期无机材料学报Vol.28No.42013年4月JournalofInorganicMaterialsApr.,2013文章编号:1000-324X(2013)04-0431-05DOI:10.3724/SP.J.1077.2013.12323TiO2/CdS同轴异质结的制备及光催化性能研究蔡四龙,宋平新,张迎九,王彩利,张月萍,安璐璐(郑州大学物理工程学院,材料物理重点实验室,郑州450052)摘要:本研究采用阳极氧化法在金属钛箔上制备TiO2纳米管阵列,并用直流电沉积在退火后的TiO2纳米管内部填充CdS。用扫描电子显微镜(SEM)及电子
2、能谱(EDS)、X射线衍射(XRD)对TiO2/CdS异质结进行表征,结果显示,TiO2/CdS同轴核壳结构有序规整排列,孔径大小均一,Cd、S两种元素化学配比接近1:1。450℃空气退火后的TiO2是锐钛矿型,沉积的CdS为六方相。对TiO2纳米管和TiO2/CdS异质结分别进行了紫外–可见吸收光谱和紫外光下光催化降解甲基橙染料的性能测试。结果表明,复合后TiO2的吸收边出现了明显的红移;TiO2/CdS催化降解甲基橙的降解率最高达99.4%,与纯TiO2相比TiO2/CdS的光催化活性明显提高。关键词:二氧化钛;硫化镉;异质结;电沉积;光催化中图分类
3、号:TB383文献标识码:AFabricationofTiO2/CdSCoaxialHeterojunctionandItsPhotocatalyticPropertiesCAISi-Long,SONGPing-Xin,ZHANGYing-Jiu,WANGCai-Li,ZHANGYue-Ping,ANLu-Lu(KeyLaboratoryofMaterialsPhysics,DepartmentofPhysicsandEngineering,ZhengzhouUniversity,Zhengzhou450052,China)Abstract:TiO2na
4、notubearraysontitaniumsheetwerepreparedbyanodizedoxidationmethodandfilledwithCdSintheinterioroftheannealedTiO2nanotubesbydirectioncurrent(DC)electrodeposition.TheTiO2/CdSheterojunctionswerecharacterizedthroughscanningelectronmicroscopy(SEM),energydispersivespectrometer(EDS)andX-R
5、aydiffraction(XRD).TheresultsshowthatTiO2/CdScoaxialnanocablesareorderlyarrayed,theirdiametersareuniformandthechemicalratioofCdandSisclosedto1:1.TheTiO2annealedat450℃inairisanataseandthedepositedCdSishexagonalphase.UV-visibleabsorptionspectroscopyandmethylorangedyebyphotocatalyti
6、cdegradationunderUVlightofthepureTiO2nanotubesandTiO2/CdSheterojunctionareinves-tigated.ComparedwiththepureTiO2,TiO2/CdSheterojunctionhasanobviousred-shiftontheedgeofTiO2ab-sorptionandtheirphotocatalyticactivityisobviouslyimproved,withmaximumdegradationrateofmethylor-angeas99.4%.
7、Keywords:titaniumdioxide;cadmiumsulfide;heterojunction;electrodeposition;photocatalysis近年来,纳米异质结材料受到广泛的关注,与形态相比,TiO2纳米管阵列具有更大的比表面积、单一结构纳米材料相比同轴异质结结构具有独特的更强的吸附能力、更高效的电子传输通道等优点。物理与化学性能,尤其半导体同轴异质结结构纳米但TiO2是宽带隙(3.2eV)半导体,只能吸收紫外光,[5-6]材料在太阳能电池、传感器、磁储存器等方面得到限制了其实际应用;而CdS也是典型的Ⅱ-Ⅵ族[1-4]广
8、泛应用。在众多纳米材料中,纳米TiO2是一种半导体,带隙为2.4eV,其导带能级
