TiO2基復(fù)合納米材料的制備及其光催化性能研究.pdf

1、TiO2作為一種半導(dǎo)體材料受到人們的廣泛關(guān)注，但其也存在禁帶寬度大、可見光響應(yīng)弱等缺陷，這些問題極大地限制了TiO2在實際生產(chǎn)中的應(yīng)用。本文采用電泳沉積與電化學(xué)沉積組合技術(shù)制備出Bi2S3/GQDs/TNWs三元復(fù)合納米材料，通過離子摻雜與半導(dǎo)體敏化共修飾的方法制備出CdS-Mn/TiO2-N復(fù)合納米材料，通過激光拉曼光譜儀（Raman）、X射線衍射儀（XRD）、透射電鏡（TEM）、場發(fā)射掃描電鏡（FE-SEM）、紫外-可見分光光度計（

2、UV-vis）、熒光分光光度計（PL）、光電流測試等手段對復(fù)合納米材料進行分析測試，并探討了可能存在的反應(yīng)機理。主要內(nèi)容如下：
　?。?）采用水熱法制備不同形貌的TiO2納米材料，包括納米樹葉陣列、納米樹葉/納米線復(fù)合陣列、納米線陣列、納米線/納米花復(fù)合陣列、納米樹葉/納米線/納米花復(fù)合陣列。研究了反應(yīng)溫度、反應(yīng)時間及NaOH溶液濃度對TiO2納米材料形貌的影響，并就不同形貌的TiO2納米材料進行光電流響應(yīng)測試。
　　（2）

3、采用N摻雜和Mn摻雜的CdS量子點共修飾TiO2納米樹葉/納米線復(fù)合陣列納米材料。通過降解對苯二甲酸對復(fù)合材料的光催化性能進行評價，并分析了復(fù)合材料的光催化反應(yīng)機理。相對于僅用N摻雜或Mn摻雜的CdS量子點修飾的TiO2復(fù)合納米材料，CdS-Mn/TiO2-N展現(xiàn)出了更好的光催化活性。光催化性能的提升主要歸因為N摻雜TiO2引起的雙協(xié)同效應(yīng)，N和Mn的摻雜在CdS的中間態(tài)區(qū)域引入氧空位態(tài)，其促進了空穴從敏化劑到TiO2的轉(zhuǎn)移/傳輸，從而

4、改變電荷分離與復(fù)合動力學(xué)及光學(xué)性質(zhì)。
　?。?）采用電泳沉積與電化學(xué)沉積組合技術(shù)制備Bi2S3/GQDs/TNWs三元復(fù)合納米材料，并在模擬太陽光下對Cr(VI)進行光催化還原測試，結(jié)果表明，光照80 min后，Bi2S3/GQDs/TNWs光催化還原Cr(VI)較純TNWs活性提高76％。另外，通過猝滅現(xiàn)象表明，GQDs中間層不僅可以作為敏化劑產(chǎn)生光生載流子，還可以作為導(dǎo)電層促進載流子的傳輸，從而提升復(fù)合材料光生載流子的有效分離