TiO,2纳米管阵列阳极氧化法制备、改性及光电催化性能研究.pdf

西北大学
硕士学位论文
TiO<,2>纳米管阵列阳极氧化法制备、改性及光电催化性能研究
姓名:冯娟娟
申请学位级别:硕士
专业:光学
指导教师:潘登余
20100618
摘要纳米管阵列在光催化降解污染物、光解水制氢和太阳能电池等领域有着潜在而诱人的应用价值。本论文详细研究了纳米管阵列的阳极氧化法制备,对制备出的沉积有和哪擅拙У母春蟃擅坠苷罅校⒍源康暮透春系腡擅坠阵列进行了较为系统的光电催化性能研究,取得了如下重要的实验结果:醚艏趸ㄔ陬哑咨现票赋龈叨扔行颉⒐艹ず涂拙兜瘸叽缈煽氐腡擅管阵列;采用改进的二次生长的途径,制备了无基底的纳米管阵列;纳米管阵列的晶型可用低温退火的方法进行控制,如嫱嘶鸫砜苫竦镁哂懈叽呋钚缘锐钛矿为主的混晶结构。约谆鹊慕到馕@訲擅坠苷罅械墓獾绱呋阅芙辛讼低车钠拦溃越的光电催化性能。多次重复催化降解实验表明,纳米管阵列具有良好的重复使用列的孔道内,沉积时间仅页粱蟮哪擅坠懿⑽捶⑸氯⑺莸认窒蟆7⑾諸纳米管阵列沉积了纳米晶后,光电流密度明显高于未沉积样品,且对甲基橙的光电A耸迪諸擅坠苷罅卸钥杉獾南嘤Γ捎昧顺从Τ粱ńǹ杉饷艋剂擅卓帕W樽暗絋擅坠苣诤捅砻嫔希⑾,大大简化了反复浸入法。关键词:纳米管阵列,阳极氧化,甲基橙,光电催化,改性纳米管阵列进行半导体纳米颗粒的修饰改性研究,用方便快捷的超声法制备出分别现纳米管阵列具有比水热法制备的纳米管和商用纳米颗粒性。捎酶咝实某粱ń玃包裹的锐钛矿纳米晶沉积到纳米管阵催化效率提高了%。
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指导教师签名:遮粒学位论文作者签名:汤竭王自学位论文作者签名:扬娲均汐夕印西北大学学位论文知识产权声明书螅竽暾荚拢钊西北大学学位论文独创性声明本人完全解西北大学关于收集、保存、使用学位论义的规定。学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复偷缌税妗1救允许论文被查阅和借阅。本人授权西北大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所等机构将本’￥:位沧文收录到《中国学位论文全文数据库》或其它相关数据库。保密论文待解密后适用本声明。月//日本人声明:所呈交的学位论文是本人存导师指导械难芯工作及取得的研究成果。据我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,本论文不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果,也小包含为:得西北大学或其它教育机构的。丫:位或卜骿使』过的材料。‘摇琭鞯耐径员狙芯克龅那:瘟橄拙沿趼畚闹凶痩必确的说月二表/撼暌狻
第一章绪论引言纳米技术是诞生于上世纪年代末、年代初并正在蓬勃发展的交叉性学科,其‘段谌鲜丁⒀芯课镏实奶匦院拖嗷プ饔茫在这个范围内可直接控制原子、分子的一个物质世界【。正如美国著名物理学家理查曾提到的:“如果有一天人类能够按照自己的意志一个一个观世界的认知在时间和空间上都已延伸到相当高的层次,并建立了相应的理论体系,如原子核物理、量子物理、量子力学等,然而对介于原子、分子与宏观物质之间的介观领域的认知还有很大的空缺。近几十年来,在这个介观领域人类已经发现许多物质表现出了区别于现知宏观与微观物质的奇异现象和性质,如小尺寸效应、量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特点。纳米技术的根本是通过改变材料的尺寸将数量级降低到纳米级,使材料的有效面积相对增加来改变材料的应用特征。纳米材料的光催化性能也是纳米技术领域一个重要分支。年,虷首先报道了用作为光催化剂分解水制备氢气这一发现立刻引起了学术界的广泛关注,证实了太阳能转化为化学能的可能性,在能源日益枯竭的时代,将太阳能转化为化学能来缓解能源危机有重大的实用意义。年加悬浊液中浓度约为/亩嗦攘1骄即可全部脱氯,而且中间产物中也没有联苯,这一实验的成功开创了用光催化剂处理污水的先河。进入世纪年代后,由于纳米科技的高速发展,为纳米光催化技术的应用提供了极好的机遇。同时,由于全球的首要问题之一,半导体光催化材料也成为科学家们研究的重点目前广泛研究的半导体光催化剂大多数都属于型半导体化合物,如、、等。这些半导体中光催化材料是其中性质稳定,对生物无毒性;来源丰富;能隙较大,产生光生电子和空穴的电势电位较高,有很强的氧化性和还原性。因此也被作为一种很有发展前景的环境友好型光催化基本涵义是指在纳米尺度德·费曼地操纵原子和分子,那将会产生什么样的奇迹呢兰湍┲兰统酰死喽晕拿大科学家等研究了对多氯联苯的光催化氧化,在紫外灯的照射下,工业化进程的发展,环境污染问题日益严重,环境保护和可持续发展成为人们必须考虑最有应用潜力的一种光催化剂。它的优点是:光照后不发生光腐蚀,耐酸碱性好:化学西北大学硕士学位论文