TiO2纳米管阵列光催化光电流阳极氧化掺杂复合论文..doc

共掺杂TiO_2纳米管阵列薄膜的制备及光催化性能研究 【摘要】 阳极氧化技术制备的TiO2纳米管阵列具有分布均匀、结合牢固、极高的有序结构和极低的团聚程度、高的量子效率等特点。在光电作用下,光生电子能快速进入TiO2纳米管导电基体,从而大大降低了光生电子-空穴对复合的可能性,表现出较好的光电催化活性。但TiO2是一种宽禁带半导体材料（Eg = 3.2 eV）,只能吸收太阳光谱中的紫外光部分,而紫外光只占太阳光总能量的5%左右,因此如何提高TiO2对可见光的光响应仍然是目前该领域的研究热点。本文采用阳极氧化法制备出TiO2纳米管阵列薄膜,并对其掺杂以及复合等改性研究,考察了它们的光催化活性和光电性能。具体研究内容如下:（1）采用电化学阳极氧化法,在含NH4F的乙二醇电解液中制备TiO2纳米管阵列薄膜,考察了氧化参数（偏压、氧化时间、NH4F浓度）对TiO2纳米管形貌的影响。此外,还研究了后处理温度和TiO2纳米管长度对光催化活性、光电...?更多还原 【Abstract】 TiO2 nanotube array were prepared by anodic oxidation,which have combined with solid, high ordered structure and low agglomeration, high quantum efficiency and so on.. In the photoelectric effect, the photoinduced electrons from the TiO2 nanotubes into Ti substrate, thus greatly reducing the light the possibility of electron hole recombination, showing good photocatalytic activity. TiO2 is large band gap （about 3.2 eV） can absorb only the ultraviolet （UV） light c...?更多还原 【关键词】 TiO2纳米管阵列； 光催化； 光电流； 阳极氧化； 掺杂； 复合； 【Key words】 TiO2 nanotube arry； Photocurrent； Photocatalylic； Anodic oxidation； Doped； Composite； 摘要 4-5 ABSTRACT 5 第一章 绪论 8-22 1.1 TiO_2 的基本性质 8-9 1.2 TiO_2 光催化原理 9-11 1.3 电化学阳极氧化制备TiO_2 纳米管阵列薄膜 11-14 1.3.1 不同电解液体系制备TiO_2 纳米管 11-13 1.3.2 TiO_2 纳米管阵列的形成机理 13-14 1.4 TiO_2 纳米管的改性 14-17 1.4.1 元素掺杂 14-16 1.4.2 颗粒修饰或表面活化 16-17 1.5 TiO_2 纳米管阵列薄膜（改性）的应用 17-18 1.5.1 光催化降解污染物 17 1.5.2 染料敏化太阳能电池 17 1.5.3 光解水制氢 17-18 1.5.4 其它方面的应用 18 1.6 本课题的提出和论文研究内容 18-19 参考文献 19-22 第二章 TiO_2纳米管阵列薄膜的制备及光催化性能的研究 22-30 2.1 引言 22-23 2.2 实验部分 23-24 2.2.1 TiO_2 纳米管的制备 23 2.2.2 表征 23-24 2.2.3 光催化评价 24 2.3 结果与讨论 24-27 2.3.1 TiO_2 纳米管阵列的形貌 24-26 2.3.2 晶体结构 26-27 2.3.3 光催化反应 27 2.4 本章小结 27 参考文献 27-30 第三章 两步法制备TiO_2纳米管阵列薄膜光催化活性及光电流性能的研究 30-42 3.1 引言 30 3.2 实验部分 30-31 3.2.1 催化剂的制备 30-31 3.2.2 催化剂的表征 31 3.2.3 光电性质的测定 31 3.2.4 光催