Ti基合金表面复合纳米管阵列制备及功能化

摘要

TiO2基纳米管阵列由于其高度有序、比表面积大等优点在光电领域及光催化领域有着广泛的应用。由于可见光区域的能量占太阳光谱总能量的43％以上,所以制备一种可以有效利用可见光的光催化材料具有重要的现实意义。本文在Ti-15wt%Mo合金和Ti-15wt%Mo-7wt%Sn合金表面采用阳极氧化的方法制备了TiO2-MoO3复合纳米管和TiO2-MoO3-SnO2复合纳米管,并对这两种纳米管在不同的温度下进行了煅烧,之后采用浸渍-沉淀法对烧结样品进行了负载金纳米粒子的实验,得到了具有可见光响应的钛基复合纳米管管阵列材料。采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射(XRD)、光伏测试系统、自制光降解装置对纳米管的表面形貌、成分、相组成、光电性能及可见光光催化性能进行了表征和测试。
　　煅烧之后,Ti-15%Mo纳米管和Ti-15%Mo-7%Sn纳米管在可见光区域的光吸收性能均比未烧结的样品有明显增强,Ti-15%Mo纳米管和Ti-15%Mo-7%Sn纳米管均在600℃烧结时,光电响应最强。经金负载后的样品紫外-可见漫反射谱线有了明显的红移,且增强了在可见光区域的光吸收性能。当Ti-15%Mo纳米管在700℃烧结时,其降解甲基橙的效率是最高的,达到5.8%,Ti-15%Mo纳米管在80℃负载金的光降解率达到6.4%。当Ti-15%Mo-7%Sn纳米管在400℃时,其降解效率最高,为5.5%,负载金后的光降解率可以达到9.1%。Mo和Sn元素对纳米管的光电和光吸收性能有重要的影响。Ti-15%Mo-7%Sn纳米管(400℃)的紫外-可见漫反射谱线的红移量大于Ti-15%Mo纳米管(400℃),说明Mo(Sn)元素的加入,提高了纳米管的光吸收性能。

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第1章 绪 论

1.1 二氧化钛的基本性质

1.2 TiO2纳米管的制备方法

1.3 TiO2纳米管的改性

1.4 TiO2纳米管的应用

1.5 本文研究目标、方案及内容

第2章 实验材料及设备

2.1 主要实验材料

2.2 主要的实验设备

2.3 实验方法

2.4 主要的表征方法

第3章 合金基底性能分析及纳米管制备工艺研究

3.1 引言

3.2 样品的制备

3.3 Ti-15%Mo及Ti-15%Mo-7%Sn合金的力学性能

3.4 Ti-15%Mo阳极氧化工艺研究

3.5 Ti-15%Mo和Ti-15%Mo-7%Sn纳米管形貌

3.6 Ti-15%Mo和Ti-15%Mo-7%Sn纳米管的XRD

3.7 本章小结

第4章 Ti-Mo及Ti-Mo-Sn纳米管的腐蚀、光电及可见光降解性能

4.1 引言

4.2 Ti-15%Mo及Ti-15%Mo-7%Sn的电化学腐蚀性能

4.3 Ti-15%Mo和Ti-15%M-7%Sn纳米管的光电性能

4.4 Ti-15%Mo和Ti-15%Mo-7%Sn纳米管的降解性能

4.4 加Mo、Sn元素对纳米管的光电、光吸收性能的影响

4.5 本章小结

结 论

参考文献

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