金屬氧化物半導(dǎo)體納米材料及其光催化性能研究進展.pdf

1、隨著工業(yè)生產(chǎn)的迅速發(fā)展大量的廢氣、廢物不斷地排入自然界,使人類的生存環(huán)境日益惡化,嚴重地威脅著人類的健康和生命,所以改善生存環(huán)境成為人類當前面臨的亟待解決的重大課題。金屬半導(dǎo)體納米材料的光催化技術(shù)就是在這樣一個歷史背景下發(fā)展起來的。
　　 金屬氧化物納米材料的制備表征及其性能應(yīng)用的研究,自從納米科技誕生以來一直是納米材料研究的熱點之一。
　　 納米半導(dǎo)體的最重要獨特性能之一是光催化性,本文綜述了目前金屬氧化物半導(dǎo)體納米材

2、料的研究概況,對存在的問題以及今后的發(fā)展動向進行了簡要的分析,內(nèi)容包括光催化劑的制備、作用機理、光催化半導(dǎo)體的缺陷、解決方法、以及應(yīng)用等方面的研究。光催化劑的制備包括物理方法和化學(xué)方法；納米半導(dǎo)體的缺陷是(1)帶隙較寬,僅能吸收紫外光,而在可見光范圍內(nèi)沒有響應(yīng),對太陽光的利用率低(2)光生載流子的復(fù)合率高,光催化效率低。這些缺點嚴重制約了該技術(shù)在實際中的應(yīng)用。如果通過對TiO2光催化劑進行改性,提高其光催化活性,使其響應(yīng)波長范圍拓展到可

3、見光區(qū),必將能大大提高對太陽光的利用率,為光催化劑投入實際工業(yè)應(yīng)用開辟道路。金屬離子的摻雜是一種實現(xiàn)納米TiO2光催化劑可見光化的有效手段。進入二十一世紀,納米技術(shù)獲得了高速發(fā)展,其中納米光催化技術(shù)可以直接利用太陽光作為光源而成為一種理想的環(huán)境污染治理技術(shù),除此之外還可用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、醫(yī)藥等諸多領(lǐng)域,凸顯了這一技術(shù)廣闊的發(fā)展前景。
　　 總體上來看，金屬半導(dǎo)體納米材料具有特殊的光吸收、載流子易于分離、更大的比表面積等特性,特別是

4、TiO2具有化學(xué)和光學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定、化學(xué)活性高、耐化學(xué)腐蝕、耐熱性好、價格低廉、無毒、來源豐富等特點,因此納米TiO2半導(dǎo)體光催化劑的研究成為當前的一個研究熱點,被認為是目前較有前途的綠色環(huán)保型催化劑之一。
　　 在過去的研究中已經(jīng)積累了大量的經(jīng)驗和材料,獲得了許多理性認識。但是,目前催化劑效率和太陽能的利用率很低,現(xiàn)已開發(fā)和利用的光催化產(chǎn)品沒有達到預(yù)期的功能,本文對這一光催化技術(shù)存在的問題進行了分析,并提出了對未來這一技術(shù)發(fā)展的展