硫摻雜對納米TiO-,2-薄膜可見光吸收的改善作用.pdf

1、本論文研究了硫摻雜納米二氧化鈦薄膜的制備及硫摻雜對納米TiO<,2>光催化活性的影響，重點研究了硫摻雜對納米TiO<,2>可見光吸收的改善作用，探討了S-TiO<,2>薄膜對亞甲基藍的降解活性. 首先，以硫脲(thiourea)為S的源物質，鈦酸丁酯(Ti(OBu)<,4>)為鈦的前驅體，以玻片為載體，采用溶膠一凝膠一浸漬提拉法制備S-TiO<,2>薄膜.通過XRD、SEM、AFM等手段分析和表征硫摻雜對表面形貌及成分、晶相結構

2、和晶粒大小的影響.分析結果表明，適量硫元素的引入有助于抑制晶粒長大和金紅石相的生成，S的最佳摻雜量為thiourea:Ti(OBu)<,4>=3:1(摩爾比).這時，薄膜的表面比較平，結構較致密；樣品燒結后表面有摻雜硫元素的存在，沒有發(fā)現(xiàn)氮元素，并且硫元素分布均勻. 其次，本文研究了摻雜TiO<,2>的光催化降解機理和對可見光吸收的改善作用，紫外一可見光光譜表明摻雜硫的TiO<,2>薄膜對光的吸收邊向可見光方向移動.XPS分析表

3、明，熱處理過程中硫由S<'2->被氧化為S<'4+>并取代部分Ti<'4+>進入TiO<,2>晶格中.硫摻雜后，在價帶上形成一個電子占據能級，同時S<,3p>也有助于形成一個由Ti<,3d>和O<,2p>態(tài)構成的導帶.價帶上的電子占據能級的價帶顳位主要由S<,3p>態(tài)構成，S<,3p>態(tài)與價帶的交叉使價帶變寬，導致能帶變窄，從而提高了可見光的光譜響應. 最后，研究了S-TiO<,2>薄膜對亞甲基藍溶液的光催化降解作用.考察了不同