CdSe-CdS-Pt共修飾TiO2納米管陣列的構(gòu)筑及可見光光催化性能的研究.pdf

1、TiO2納米管陣列(NTAs)由于其獨(dú)特的三維管狀結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出優(yōu)越的吸附性能和較好的紫外光響應(yīng)能力，在光催化材料領(lǐng)域有巨大應(yīng)用潛力。但仍存在光響應(yīng)范圍窄，電子-空穴對復(fù)合幾率較大的問題。本研究采用陽極氧化法制備TiO2 NTAs薄膜，并采用多重沉積技術(shù)制備了具有明顯可見光響應(yīng)的窄禁帶半導(dǎo)體(CdS-CdSe)與金屬(Pt)共修飾TiO2 NTAs，材料表現(xiàn)出良好的可見光光催化性能。
　　首先采用陽極氧化法制備TiO2 NTAs薄膜，

2、然后以TiO2 NTAs薄膜為基底，分別采用光還原法、化學(xué)浴沉積和電化學(xué)沉積法沉積Pt、CdS和CdSe納米顆粒(NPs)，制備出CdS/Pt/TiO2、CdSe/CdS/TiO2和CdSe/CdS/Pt/TiO2 NTAs。通過調(diào)整H2PtCl6濃度、CdS沉積周期和CdSe沉積時間來控制Pt、CdS和CdSe NPs的相對量，實(shí)現(xiàn)Pt、CdS和CdSe NPs的可控沉積。對制備的樣品采用XRD、SEM、EDS、XPS、TEM、UV-

3、Vis進(jìn)行表征，分析了樣品降解甲基橙(MO)的效果，并進(jìn)行了動力學(xué)分析。討論了各沉積工藝參數(shù)對修飾后的TiO2 NTAs微觀結(jié)構(gòu)和可見光光催化性能的影響。初步比較了CdS/Pt、CdSe/CdS和CdSe/CdS/Pt共修飾的TiO2 NTAs與Pt、CdS和CdSe單一粒子修飾的TiO2 NTAs在性能上的差異。探討了光生電子在復(fù)合結(jié)構(gòu)中的傳輸路徑。
　　研究結(jié)果表明:XRD、EDS及XPS多種分析手段的綜合結(jié)果顯示，Pt、Cd

4、S和CdSe已有效沉積在TiO2納米管上，其中Pt以單質(zhì)狀態(tài)存在。SEM及TEM觀測發(fā)現(xiàn)，三種粒子的尺寸分別約為40 nm、10 nm和6 nm。UV-Vis及可見光光催化結(jié)果顯示，CdS/Pt與CdSe/CdS共修飾的TiO2 NTAs的可見光響應(yīng)實(shí)現(xiàn)了單一粒子修飾TiO2 NTAs的疊加效應(yīng)，而CdSe/CdS/Pt三重修飾的TiO2 NTAs盡管在可見光區(qū)域有很強(qiáng)的吸收，且在400～600nm范圍內(nèi)的吸收增強(qiáng)較為顯著，但其可見光光

5、催化活性略低。CdS/Pt/TiO2 NTAs和CdSe/CdS共修飾的TiO2 NTAs經(jīng)過2h可見光照射后光催化降解率分別可以達(dá)到91.9％和96.0％。15次重復(fù)降解實(shí)驗(yàn)后，CdS/Pt/TiO2和CdSe/CdS/TiO2 NTAs的光催化降解率仍可以達(dá)到91.7％和84.3％。CdSe/CdS/Pt/TiO2 NTAs經(jīng)過2h可見光照射后光催化降解率只有92.8％，沒有達(dá)到最高值。過多的沉積納米顆粒量減少了接收光照的有效面積以