tio2基纳米管阵列薄膜的制备、表征与光电催化性能研究

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1、4.2.4拉曼光谱分析（Raman）....................................................................394.2.5X射线光电子能谱（XPS）...............................................................404.3异质结TiO2/SrTiO3光电催化降解MB活性实验......................................414.3.1光电活性对照实验.....................................

2、.........................................424.3.2异质结TiO2/SrTiO3纳米管光电催化降解MB活性实验.................424.4小结...............................................................................................................45第五章结论.......................................................................

3、.........................................47参考文献......................................................................................................................47发表论文和参加科研情况说明..................................................................................54致谢........................

4、..............................................................................................55万方数据第一章绪论第一章绪论1.1纳米TiO2研究进展1.1.1纳米TiO2特性TiO2作为一种稳定性好、无毒无臭、光催化活性高、无污染和价格低廉的功[1,2]能纳米材料，在光解水制氢、污水处理、清洁材料、光催化和染料敏化太阳[3-9]电池等领域获得广泛研究，是目前最具发展潜力的光催化剂之一。纳米TiO2是一种多晶型化合物，其在自然界中主要以锐钛矿、金红石、板钛矿三种晶型存[3]在。它

5、们在地壳中分布形式、贮存含量以及性质均有不同（如图1-1），这主要是由于结构不同使得晶体的质量密度和电子能带结构不同。以金红石型TiO2为例（见图1-2），Ti原子为中心，八面体各个棱角上是6个氧原子，一个八面体与周围10个八面体相连，畸变程度不大，稳定性和对称性都较好，结构致密。板钛矿型在自然界含量很少，晶型不稳定，故对其研究较少。锐钛矿和金红石具有各自不同的特点，锐钛矿型TiO2带隙能（3.2ev）略大于金红石型（3.1ev），33质量密度（3.894g/cm）略小于金红石型（4.250g/cm），金红石型TiO2比表面积相对较小，故锐钛矿型TiO2光催化活性相对高一些

6、。但是，纯锐钛矿晶型的TiO2热稳定性差，在高温条件下易转变为金红石晶型。图1-1TiO2的三种晶型示意图1万方数据第一章绪论图1-2金红石型TiO2的原始晶胞。黑球：Ti;白球：O1.1.2纳米TiO2制备方法（1）溶胶凝胶法溶胶-凝胶法（Sol-Gelmethod）是近年来制备氧化物薄膜广泛采用的方法，同时也是最常用的TiO2催化剂固定方法。其主要过程是选用钛醇盐或者钛的无机盐为前驱物，在室温下加入到中强度的水溶液中，通过水解、缩聚得到TiO2溶胶，溶胶经一定的时间陈华后形成凝胶，再经干燥、煅烧过程去除凝胶中有机[10]物和水分，得到TiO2纳米材料。溶胶-凝胶法无需很

7、复杂的设备、制备工艺简便，反应过程比较容易控制，原材料易得，成本低。所制备的TiO2光催化剂牢固性和化学均匀性都良好。可以通过控制原材料投放比例和反应过程工艺参数等，来调节TiO2纳米材料的颗粒大小，比表面积，晶体结构和孔隙结构。此外，也可以在反应过程中加入金属[11-13]离子、非金属单质等其他物质，对催化剂进行改性以提高TiO2的催化活性。（2）化学气相沉积法化学气相沉积法（Chemicaldeposition）是利用气态反应物在固体表面进行化学反应，生成固态沉积物。其主要过程是以钛的无机或有机盐类（如TiCl