彩色TiO2薄膜的制备及光催化性能研究

摘要

TiO2由于价格便宜、化学稳定性高、无毒及光催化活性较高等优点而成为目前被广泛研究的光催化剂之一.然而,TiO2较宽的能带间隙限制其对太阳光可见光区的利用.研究表明,类似于蝴蝶翅膀表面鳞片结构的片层状TiO2光子晶体薄膜,由于其独特的结构可将光吸收后不断的在片与片之间吸收反射再吸收从而提高了对光的利用率,而且还具有独特的结构色彩,可将TiO2吸收光范围拓宽至可见光区.不同色彩的TiO2光子晶体薄膜对光有选择性吸收并降解有机染料.TiO2薄膜是由纳米片排列在一起的片层结构，不仅在紫外光区有吸收，在可见光区也有吸收，且呈现出独特的色彩。研究表明，通过调节Ti02的表面形貌结构可得到不同颜色的TiO2薄膜，不同色彩的TiO2薄膜在可见光区均有与其色彩相对应的吸收峰。本文选取了其中的两种颜色的TiO2薄膜，对其对光的选择性吸收及活性之间的关系进行了探究。研究表明，TiO2薄膜在与其相对应的可见光区吸收峰处的单色光的条件下降解有机染料有明显的活性。且在某一单色光位置有吸收峰的TiO2薄膜活性更好。综上可见，呈现出独特色彩的TiO2薄膜在可见光区具有类似光子晶体的有效吸收，且不同色彩的Ti02薄膜吸收光范围不同，也对染料表现出不同的光催化脱色性能。