TiO2基復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、近年來(lái),TiO2由于催化活性高、穩(wěn)定性良好、安全無(wú)毒和廉價(jià)易得等優(yōu)點(diǎn)得到了廣泛的研究。但是TiO2的禁帶寬度較寬,只能被紫外光激發(fā),通過(guò)改性和修飾可將其光響應(yīng)范圍擴(kuò)展至可見(jiàn)光區(qū),拓展應(yīng)用范圍。本文以具有可見(jiàn)光催化活性的光催化劑為研究目標(biāo),制備了多種基于TiO2的復(fù)合光催化劑,深入研究了樣品的形貌、晶體結(jié)構(gòu)、光吸收性能、光降解和光還原性能,并探索了光催化機(jī)理。
　　論文首先以陽(yáng)極氧化法制備的 TiO2納米管陣列為基底,采用電化學(xué)沉積

2、法制備了Cu2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)。結(jié)果表明 Cu2O/TiO2納米管復(fù)合材料具有較好的可見(jiàn)光響應(yīng),比 TiO2納米管表現(xiàn)出更優(yōu)的催化能力,在可見(jiàn)光照射2 h下,1.0 C電沉積量的復(fù)合材料對(duì)酸性橙染料(AO)的降解率高達(dá)90％,而TiO2納米管對(duì)AO的降解率僅為20%,而且電沉積量為1.0 C的復(fù)合材料還具有較好的光還原CO2能力,光照6 h后還原CO2得到的甲醇達(dá)到最大濃度55.15 uM/100 mL,CO2的最大轉(zhuǎn)換效率約為0.

3、48%,最大光子效率約為1.731%,這是由于Cu2O/TiO2異質(zhì)結(jié)的構(gòu)建提高了載流子分離效率,從而提升了其光催化活性;論文然后采用水熱合成法制得TiO2/石墨烯復(fù)合材料,再負(fù)載 Ag3PO4納米粒子得到 Ag3PO4/TiO2/石墨烯復(fù)合材料。結(jié)果表明, Ag3PO4/TiO2異質(zhì)結(jié)的構(gòu)建可有效拓寬可見(jiàn)光響應(yīng)范圍,抑制光生電子-空穴的復(fù)合并提高光催化能力,因而該復(fù)合光催化劑對(duì)可見(jiàn)光有明顯的響應(yīng),光催化性能較高。最后通過(guò)簡(jiǎn)單的方法制備

4、了Pt@SiO2@TiO2復(fù)合材料,在可見(jiàn)光2 h下,Pt@SiO2@TiO2復(fù)合材料對(duì)羅丹明B染料(RhB)的降解率約為40%,而TiO2和Pt@TiO2復(fù)合材料對(duì)RhB的降解率僅為3%和25%。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明Pt@SiO2@TiO2復(fù)合結(jié)構(gòu)比TiO2和Pt@TiO2具有更好的光催化性能。這是由于SiO2層的存在可以有效的抑制和減小局域等離子共振引起的電子遷移和由FERT引起的TiO2的能量損耗這兩個(gè)不利因素,并且加強(qiáng)局域等離子共振效應(yīng)