TiO2-CNTs復(fù)合膜的制備及其光催化性能研究.pdf

1、碳納米管/二氧化鈦(TiO2/CNTs)復(fù)合材料可以發(fā)揮二者的協(xié)同作用,發(fā)揮各自的優(yōu)點。目前已在光催化、能源材料及傳感器領(lǐng)域展開了應(yīng)用研究。本課題采用液相法和氣相法,兩步制備了TiO2/CNTs復(fù)合膜材料。
　　采用液相浸漬法制備了TiO2/CNTs復(fù)合材料,復(fù)合材料整體呈現(xiàn)疏松的塊狀結(jié)構(gòu),TiO2顆粒團(tuán)聚在一起形成主體結(jié)構(gòu),細(xì)長的碳納米管束相互交錯將TiO2塊體連接起來。
　　通過原位分解法制備了TiO2/CNTs復(fù)合材料

2、,采用蒸汽的方式向CNTs膜中引入鈦源,復(fù)合材料中TiO2結(jié)晶度較好,直徑較均勻且團(tuán)聚在一起形成連續(xù)結(jié)構(gòu),主要分布在竹節(jié)狀碳納米管處或是碳納米管束連接處。部分碳管束表面有一層厚度在10 nm以內(nèi)的連續(xù)TiO2包覆層。
　　采用化學(xué)氣相沉積法制備了TiO2/CNTs復(fù)合材料,TiO2直徑約為50-100 nm,大部分大尺寸TiO2球狀顆粒團(tuán)聚在一起分布在碳納米管束表面。
　　通過氣相熱解法制備的TiO2/CNTs結(jié)構(gòu)為均勻的同

3、軸結(jié)構(gòu),TiO2均勻包裹、粒徑較小且具有混晶結(jié)構(gòu),物相、晶粒大小、結(jié)晶性可調(diào),且復(fù)合結(jié)構(gòu)穩(wěn)定;并通過對CNTs預(yù)處理,改變推入溫度、熱處理溫度、熱處理時間、氣相沉積次數(shù)、鈦源種類等條件確定最佳的制備工藝條件。研究結(jié)果表明,當(dāng)采用鈦酸丁酯為前驅(qū)體時,TiO2團(tuán)聚減少,包覆更為均勻。當(dāng)選取推入溫度400-500℃,熱處理制度為400℃×2h時,TiO2/CNTs復(fù)合材料結(jié)構(gòu)中的TiO2粒徑為5-10 nm且為以銳鈦礦型為主的混晶結(jié)構(gòu),能夠發(fā)