TiO_2纳米管阵列覆盖Si薄膜光催化还原CO_2性能的研究.pdf

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1、第27卷第8期无机化学学报Vo1．27No．82011年8月CHINESEJOURNALOFINORGANICCHEMISTRY15551563TiO2纳米管阵列覆盖Si薄膜光催化还原CO2性能的研究刘有松1张斌1朱蕾1常晓峰1李健生2姬广斌，l(南京航空航天大学，材料科学与技术学院，南京211100)(南京理工大学，环境与生物工程学院，南京210094)摘要：本工作采用CVD法在阳极氧化TiO，纳米管阵列膜表面沉积一层非晶Si膜，通过退火后得到晶化了的Si膜／TiO纳米管阵列的复合结构．并初步就其光催化还原c0，制备碳氢化合物的活性进行研究

2、。拉曼光谱(Raman)、X射线衍射(XRD)、场发射扫描电镜(FE．SEM1、高分辨透射电子显微镜(TEM)等微结构表征结果表明所制备的TiO纳米管阵列的厚度为270nm左右，管直径约为70nIn，管壁厚度约为16nm。覆盖的si膜已晶化，其厚度约为300nm。通过高效液相色谱(HPLc)及总有机碳rr0C)来检测光催化还原液相产物中的甲酸及总有机碳含量，发现负载Si膜后的TiO，纳米管阵列光催化性能有所提高，在装有400cut滤光片氙灯照射2h下TOC含量从21．2Ing．L一增长到29．5mg．L～，表明Si与TiO的复合可有效的提高光

3、催化还原CO的活性．这可能与该异质结结构可增加对光的吸收并且可降低光生空穴一电子对复合有关光催化循环实验表明所制得的催化剂在循环5次后仍可保持91．6％的催化活性关键词：硅；二氧化钛；光催化；还原；甲酸；总有机碳中图分类号：0643．36文献标识码：A文章编号：1001—4861(2011)08—1555—09PhotocatalyticReductionofC02overTiO2NanotubeArraysCoveredwithSiThinFilmLIUYou—SongZHANGBinZHULeiCHANGXiao—FengLIJian—S

4、heng2JIGuang—Bin'(CollegeofM~eddsScienceandTechnology,NanjingUniversityofAeronauticsandAstronautics，Nanjing211100，China)(CollegeofEnvironmentandBiologyEngineering,NanjingUniversityofScienceandTechnology,Nanjing21009~China)Abstract：Inthecurrentstudy，thecompositestructureofSi

5、(thinfilm)／TiO2(nanotubearrays)hasbeenfabricatedviaannealingamorphousTiO2(nanotubearrays，synthesizedbyanodizingtitaniumfoil)onwhichwascoatedbySifilmthroughchemicalvapordeposition(CVD)method，andthephotocatalyticreductionofCO2forhydrocarboncompounds(suchlikeformicacid)convers

6、iononas—preparedSi／TiO2structurehasbeeninitiallyinvestigatedaswel1．ThestructureofSi／TiO2nanotubearrayswascharacterizedbyX．raypowderraydiffraction(XRD)。scanningelectronmicroscopy(SEM)，Ramanspectra(Raman)andtransmissionelectronmicroscopy(TEM)．Thelength，diameterandwallthicknes

7、sofas．preparedTiO2nanotubearraysweremeasuredatabout270nm．70nmand16nm，respectively．ThethicknessofthecrystallizedSifilmwastestedataround300nm．Theamounttotalorganiccarbonaswellasformicacidproducedintheliquidphasewasdetectedbyhighperformanceliquidchromatography(HPLC)andtotalorg

8、aniccarbonanalyzer(TOC)．Itwasfoundthatthephotocatalyticpropertywasenhancedobviousl