非金屬摻雜TiO2納米帶的制備、改性及光催化研究.pdf

1、過去二十年，二氧化鈦納米帶、納米線和納米管等一維納米結(jié)構(gòu)材料，由于其特殊電學(xué)性能、高度的規(guī)則性、高回收效率和良好的可控性等特點(diǎn)，引起了人們極大的關(guān)注，特別是在太陽能轉(zhuǎn)換、光催化、氣體傳感、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境監(jiān)控等領(lǐng)域。長期耐光性及耐腐蝕性使二氧化鈦成為許多實(shí)際應(yīng)用和商業(yè)產(chǎn)品的一個(gè)重要組成部分，比如可以作為催化劑，藥物制備，化妝品，涂料、太陽能電池等的制備原材料；此外，由于一維二氧化鈦納米材料擁有較大的孔隙體積以及大的比表面積，因而可以作為一

2、種很好的光催化材料。
　　TiO2在實(shí)際應(yīng)用中常被用作催化劑，但是由于它自身的一些缺點(diǎn)從而限制了其催化性能。TiO2的禁帶寬度較大，因此需要太陽光中少部分的高能量紫外光光照才能夠激發(fā)，使其產(chǎn)生光生電子-空穴對，并且產(chǎn)生的光生電子和空穴很快就會(huì)復(fù)合。因此，非金屬摻雜以及半導(dǎo)體復(fù)合可以用來拓展TiO2的光吸收區(qū)域從而提高在可見光范圍內(nèi)的催化性能。
　　根據(jù)之前的研究，我們用水熱法制備TiO2納米帶和表面粗化的TiO2納米帶并且表

3、征它相關(guān)特性及光催化性能。在TiO2納米帶改性方面，為了提高TiO2納米帶的可見光光催化性能，我們用水熱法制備了非金屬S摻雜的TiO2納米帶以及BiOI/TiO2系列異質(zhì)結(jié)構(gòu)。具體的研究過程和結(jié)論如下：
　　（1）把商用P25分散到10M的NaOH溶液中，用水熱法制備，之后用酸處理得到鈦酸納米帶及兩種不同形貌的TiO2納米帶。制備的納米帶樣品的光催化性能通過降解甲基橙溶液測試來表征。
　?。?）使用同樣的水熱法制備非金屬S摻

4、雜的TiO2納米帶，并且對其結(jié)構(gòu)，形貌特征以及光催化性能進(jìn)行了表征。結(jié)果表明摻雜改性后的TiO2納米帶相比較純的TiO2納米帶擁有更好的可見光光催化能力。
　?。?）使用三次水熱法制備了BiOI/TiO2納米帶異質(zhì)結(jié)構(gòu)和BiOI/TiO2粗化的納米帶異質(zhì)結(jié)構(gòu)；其中BiOI附著在TiO2納米帶或粗化的TiO2納米帶從而形成了大量的p-n結(jié)。對兩者的形貌及組成進(jìn)行了相關(guān)測試，兩者的可見光光催化性能也通過對甲基橙溶液的降解來表征。結(jié)果表