幾種納米復(fù)合薄膜的制備、表征及應(yīng)用研究.pdf

1、本論文研究了TiO2/GE、樹枝納米Ag/Cu及Pd/Ag納米復(fù)合薄膜材料的電化學(xué)制備方法、形貌分析及其在光催化降解、表面增強(qiáng)拉曼散射效應(yīng)和超疏水性能等方面的應(yīng)用，重點(diǎn)研究了半導(dǎo)體納米TiO2對(duì)室內(nèi)環(huán)境污染物甲醛的降解機(jī)理。應(yīng)用陽(yáng)極響應(yīng)電流、陰極極化曲線、X-射線粉末衍射(XRD)、掃描電子顯微鏡(SEM)、原子力顯微鏡(AFM)、X光電子能譜(XPS)和拉曼光譜等技術(shù)研究所制得的納米薄膜材料的性質(zhì)與應(yīng)用。論文主要內(nèi)容包括：
　　

2、 1.采用電泳沉積法分別在石墨電極(GE)和導(dǎo)電玻璃(ITO)表面沉積納米TiO2，得到TiO2/GE薄膜電極和TiO2/ITO薄膜電極，并用X-射線粉末衍射(XRD)、場(chǎng)發(fā)射電鏡(FE-SEM)及陽(yáng)極響應(yīng)電流試驗(yàn)對(duì)兩種薄膜電極進(jìn)行了表征分析。研究表明：和相同條件下制備的納米TiO2/ITO電極相比，納米TiO2/GE電極具有更強(qiáng)更穩(wěn)定的光電流，能更有效地降低TiO2分子內(nèi)光生電子與空穴的復(fù)合幾率。通過對(duì)光催化降解酸性大紅G的實(shí)驗(yàn)結(jié)果

3、進(jìn)一步證明，TiO2/GE電極對(duì)酸性大紅的光催化降解效率更高，并可以重復(fù)利用。
　　 2.以納米二氧化鈦(TiO2)光催化降解甲醛，使用2-甲基-2-亞硝基丙烷(2-methyl-2-nitroso-propane，MNP)作為自旋捕截劑(spin trap，ST)，研究了反應(yīng)過程中的自由基中間體，得到了一種新的自旋加合物(spin adduct，ST-R)。電子順磁共振(Electron Paramagnetic Resona

4、nce，EPR)的結(jié)果表明，甲醛在水溶液中降解的反應(yīng)中間體為·CH(OH)2，并提出了一種新的降解機(jī)理。用Gaussian98對(duì)自旋加合物的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行了幾何優(yōu)化計(jì)算，確定了其最穩(wěn)定的構(gòu)象，一些二面角的數(shù)據(jù)證明了EPR的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。
　　 3.枝狀分級(jí)的Ag納米晶通過簡(jiǎn)單的置換反應(yīng)制備，即AgNO3溶液與電沉積在ITO玻璃上的Cu微球間的化學(xué)反應(yīng)得到。所制備樹枝納米Ag/Cu膜的組成、晶體結(jié)構(gòu)及表面形貌分別由XPS、EDX、XRD

5、及SEM表征。以羅丹明6G(R6G)為探針分子，表面增強(qiáng)拉曼散射光譜證明樹枝納米Ag/Cu膜具有很高的表面拉曼增強(qiáng)效應(yīng)；經(jīng)過十二硫醇的化學(xué)修飾，樹枝納米Ag/Cu膜表面呈現(xiàn)超疏水特性及低的接觸角滯后性能。
　　 4.采用無(wú)電沉積的方法，分別以Ag和Pd催化晶籽層沉積Pd/Ag薄膜。薄膜的形態(tài)和組成分別用原子力顯微鏡(AFM)和X光電子能譜(XPS)表征。實(shí)驗(yàn)表明Ag晶籽不能催化Pd納米粒子的沉積，得到的只是純Ag，而非Pd/Ag