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铟掺杂TiO2/MWCNTs复合光催化剂的制备及性能研究
摘要：
光催化剂是一种具有广泛应用前景的材料，在环境保护和能源转化领域具有重要的作用。本文以铟掺杂的二氧化钛（TiO2）多壁碳纳米管（MWCNTs）复合材料为研究对象，采用水热法和溶剂热法制备了铟掺杂TiO2/MWCNTs复合光催化剂，并对其性能进行了研究。实验结果表明，铟掺杂使TiO2的光催化活性得到了显著提高，并且与MWCNTs的复合具有协同效应，进一步增强了光催化剂的性能。本研究为光催化剂的设计和应用提供了新的思路和方法。
关键词：铟掺杂；光催化剂；二氧化钛；多壁碳纳米管；复合材料
1. 引言
光催化技术是一种在光照条件下利用光催化剂将有害物质转化为无害物质的环境治理技术。近年来，铟掺杂的二氧化钛作为一种新型的光催化剂受到了广泛的关注。既有的研究表明，铟元素可以改变材料的光吸收性能，提高光催化活性。而多壁碳纳米管作为一种优良的载体材料，具有高比表面积和优良的导电性能，可用于提高光催化剂的表面反应活性和电子传输能力。因此，将铟掺杂的二氧化钛与多壁碳纳米管复合，有望实现光催化剂性能的进一步提升。
2. 实验方法
材料制备
本实验使用氯化钛和铟酸钾作为原料，通过水热法制备了铟掺杂的二氧化钛纳米颗粒。随后，将制备的铟掺杂的二氧化钛与多壁碳纳米管进行物理混合，并通过溶剂热法使二者形成复合材料。
材料表征
通过X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）分析了材料的晶相结构、形貌和尺寸分布。通过紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）测试了材料的光吸收性能。同时，通过甲醛降解实验评估了材料的光催化活性。
3. 结果与讨论
材料表征结果
XRD结果显示，制备的铟掺杂的二氧化钛样品具有纯相的锐钛矿晶体结构。SEM和TEM结果表明，多壁碳纳米管均匀分散在二氧化钛纳米颗粒上，并且与二氧化钛纳米颗粒结合紧密。UV-Vis DRS结果显示，铟掺杂使 TiO2 的光吸收范围显著增加，并且与多壁碳纳米管的复合进一步增强了光吸收性能。
光催化活性测试结果
甲醛降解实验结果表明，铟掺杂的TiO2/MWCNTs复合光催化剂在可见光照射下有很好的光催化活性。与未掺杂的TiO2相比，铟掺杂的TiO2/MWCNTs复合光催化剂的甲醛降解速率显著提高。
4. 结论
本研究成功制备了铟掺杂的TiO2/MWCNTs复合光催化剂，并对其性能进行了研究。结果显示，铟掺杂使TiO2的光催化活性得到了显著提高，并且与MWCNTs的复合具有协同效应。因此，铟掺杂的TiO2/MWCNTs复合光催化剂在环境保护和能源转化领域具有广阔的应用前景。
参考文献：
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