二氧化钛纳米管阵列的制备、改性及光电性能研究

来源 :哈尔滨工程大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:sbisk
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将光能转换为化学能和光降解有机污染物是当前受到广泛关注的研究方向,其最重要的环节就是开发出廉价高效的催化剂材料,其中TiO2纳米管阵列因其高度有序和高比表面积等特点,在光电催化中表现出卓越的性能,所以成为研究学者的研究重点之一。  本文是采用阳极氧化法在含有NH4F和少量水的乙二醇的有机体系中制备出TiO2纳米管阵列,并借助于SEM、EDS、XRD、光电测试以及苯酚降解测试等表征测试手段,考察了不同的制备条件对样品的形貌、晶型结构、稳定性和光电性能的影响。并确定了TiO2纳米管阵列样品用于光解水及光电降解苯酚的最佳制备条件,其中制备过程中的氧化电压为60 V,氟化铵浓度为0.2mol L-1,煅烧温度为500℃下1 h。此条件下制备的TiO2纳米管阵列样品的光转化效率可以达到12.26%,苯酚降解去除率可以达到48.31%,并且样品的稳定性也很高。  在确定了最佳制备条件的基础上,通过掺杂与修饰来提高改性 TiO2纳米管的光电性能,本实验在TiO2纳米管表面采用光还原的方法负载了单质Ag,制备了Ag/TiO2纳米管阵列样品,并确定了其最佳的制备条件,其中AgNO3的水溶液浓度为0.004mol L-1,光照还原时间为12h,紫外光光照功率为8 W,此条件下的样品的光转化效率为14.93%,苯酚的去除率可以达到55.36%。采用锡锑溶胶在TiO2纳米管表面进行修饰,制备出TiO2-NTs/Sb-SnO2电极,确定了最佳的涂覆量(8层),其光转化效率为15.24%,苯酚的去除率为75.36%。并在锡锑溶胶中添加Ni盐和Ru盐,可以使光转化效率分别提高到15.61%和16.42%,苯酚去除率分别提高到77.63%和82.51%。
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