Ag负载TiO2纳米管的制备及光催化性能分析.pdf

Ag负载Ti02纳米管的制备及其光催化性能的研究学位论文完成日期:姿!篁:墨,三』指导教师签答辩委员会成员签盘刁沥心万方数据Ag负载Ti02纳米管的制备及其光催化性能的研究摘要纳米级二氧化钛(Ti02)是一种物理化学性质稳定的n型半导体材料,由于其具有良好的光电性、光敏性和气敏性而在传感器、太阳能电池、光催化等高新领域具有广阔的应用前景。但是,其禁带宽度较宽,,限制了其的实际应用。如果我们能在其中添加一些无机的、有机的、金属粒子或者其他纳米粒子制成纳米复合材料,将会进一步提高其在光电、光催化、电磁等方面的应用。本研究工作中,主要对Ti02纳米管与Ag负载Ti02纳米管的制备、表征以及它们在光催化降解有机污染物等方面进行了研究,这为光催化剂Tj02纳米管阵列的制备和实际应用提供了理论依据。运用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、x射线衍射仪(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)、、结构和组成进行表征;。本文首先通过阳极氧化法在钛片表面成功制各了Ti02纳米管阵列,并研究了阳极氧化参数(阴极材质、电解液种类、电解液成分、氧化电压、氧化时间、温度等因素)对Ti02纳米管形貌的影响。研究结果表明,纳米管管长主要受氧化电压和时问的影响;氧化电压和电解液中F。浓度是影响管径的主要因素;而管壁厚度则受F。浓度和氧化时间的影响较大。利用甲醛还原银氨络离子的方法,在Ti02纳米管阵列表面负载Ag纳米粒子,从而改进了TiOz纳米管的光催化性能。在该过程中,以正交实验为基础,以银氨溶液浓度、样品在银氨溶液和甲醛溶液中交替浸泡次数、以及交替浸泡时间为考察因素,.%、,其中,银氨溶液浓度是影响Ag纳米粒子尺寸和负载量的最主要因素,其次是交替浸渍次数,而浸渍时间对纳米粒子尺寸和负载量的影响最小。XRD、XPS测试表明,负载的Ag以0价状态存在。通过对未负载Ti02纳米管、经Ag纳米粒子负载Ti02纳米管对甲基橙以及臧红T的光催化降解性能的测试可知,经过Ag纳米颗粒负载后的Ti02纳米管阵列的光催化性能明显优于未负载Ti02纳米管阵列的催化性能。万方数据关键词:阳极氧化法;Ti02纳米管;贵金属银;光催化;甲基橙万方数据PREPARATIONOFAGLOADEDTITANIANANOTUBEARRAYSANDTHEIRPHOTOCATALYTICPERFORMANCEABSTRACTNano-titaniumdioxide(Ti02)isakindofN-typesemiconductormaterial,(suchasoptical,photosensitive,gassensitiveandothercharacteristics),anicpollutants,sensors,solarcells,,itsmanypracticalapplicationsarelimitedbyitswide-bandgap().Therefore,intenseeffortsfocusonmodifyingtheelectronicpropertiesofTi02byband—gapengineering,anic,anoparticlestofurtherenhancethecatalytic,,thefabricationandcharacterizationofTiOznanotubearraysandAgnanoparticlesloadedTi02nanotubearrays,poundswerestudied,,positionoftheas-preparedsampleswerecharacterizedusingscanning