非金屬摻雜TiO-,2-納米管的合成、表征和光催化性能研究.pdf

1、最近，二氧化鈦(Ti02)納米管的研究引起了廣泛關(guān)注，因?yàn)樗诠獯呋?、傳感器、太陽能電池和?chǔ)氫材料等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而，’1502納米管是寬禁帶半導(dǎo)體(3.87eV)，僅能吸收紫外區(qū)的太陽光，光能利用率低，同時(shí)光生電子和空穴容易復(fù)合，導(dǎo)致量子效率低。為了提高太陽能利用率和增大量子效率，有必要開發(fā)具有可見光催化活性的Ti02納米管光催化材料。目前，人們通常采用過渡金屬元素?fù)诫s、貴金屬沉積、染料敏化和無機(jī)非金屬摻雜等方法來提高Ti

2、02顆粒的可見光光催化性能。具有高比表面積和管狀結(jié)構(gòu)的Ti02納米管的可見光敏化和光催化性能的研究尚不多見。研究非金屬摻雜Ti02納米管的合成、表征和光催化性能具有重要的理論意義和較高應(yīng)用價(jià)值。 利用水熱法制備了碳和氮摻雜的銳鈦礦型TiO2納米管，采用電子透射顯微鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、X射線光電子能譜(XPS)、紫外-可見光譜、拉曼光譜和紅外光譜等對(duì)其結(jié)構(gòu)和組成進(jìn)行表征，并以亞甲基藍(lán)降解為模型反應(yīng)評(píng)價(jià)了其催化活性。

3、煅燒溫度和時(shí)間影響TiO2納米管結(jié)構(gòu)和形貌。400℃煅燒1h既可以增強(qiáng)結(jié)晶度，又不損壞其管狀結(jié)構(gòu)。水熱法合成的TiO2納米管為前驅(qū)體，采用濕化學(xué)法合成了N-TiO2納米管。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：氮原子沒有取代TiO2品格中的氧原子，而是進(jìn)入到晶格間隙，在TiO2禁帶內(nèi)形成獨(dú)立的N2p能級(jí)，從而降低了禁帶寬度，提高了可見光催化性能。 以水熱法合成的TiO2納米管為前驅(qū)體，采用濕化學(xué)法合成了C-TiO2納米管，對(duì)其結(jié)構(gòu)和光催化性能進(jìn)行了表征