有序二氧化钛介孔材料的合成及孔道中沉积异质结的研究

摘要

本文采用溶剂蒸发诱导自组装法在不同条件下分别制备了蠕虫状介孔TiO2和粒子规整排列的纳米TiO2薄膜和粉体材料。利用TG-DSC、XRD、FT-IR、Raman、AFM、SEM、TEM等测试技术对所制备的样品进行了表征，发现蠕虫状介孔TiO2经350℃焙烧后，模板被完全去除，而且为有序的蠕虫状介孔结构，晶相为锐钛矿；而粒子规整排列的纳米TiO2经400℃焙烧后为粒子均匀排列的球状结构，晶相为锐钛矿。对不同焙烧温度的样品进行光催化降解罗丹明B的性能研究，发现400℃焙烧的蠕虫状介孔TiO2和500℃焙烧的粒子规整排列的纳米TiO2具有最高的光催化活性。通过测量不同焙烧温度下TiO2薄膜的接触角，发现蠕虫状介孔TiO2薄膜的亲水性优于粒子规整排列的纳米TiO2薄膜，这与介孔TiO2的多孔结构有关。经高压汞灯照射后二者亲水性均有显著提高，介孔TiO2的多孔结构和多的表面缺陷，经紫外光照射能产生更多的氧空位，从而产生了光诱导超亲水性。在蠕虫状介孔TiO2薄膜电极上利用电沉积法沉积了CdS，通过测定ITO/TiO2/CdS复合薄膜的光电流响应谱，判定CdS被沉积在了介孔TiO2孔道及其表面上，而且其光电响应范围被拓宽至可见光区，光电流显著增强。通过测定薄膜的吸收光谱，发现ITO/TiO2/CdS复合薄膜的吸收强度大大增加，且吸收边显著红移，由此判定形成了TiO2-CdS异质结，从而使可激发光波长拓展到可见光部分，提高了对太阳光的利用率。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

第2章实验材料和表征方法

第3章粒子规整排列的纳米TiO2薄膜及粉体的设计合成与表征

第4章蠕虫状介孔TiO2薄膜及粉体的设计合成与表征

第5章TiO2纳米粒子的光催化性能研究

第6章TiO2薄膜的亲水性能研究

第7章在有序TiO2薄膜电极上沉积CdS及复合膜的光电性能研究

结 论

攻读硕士学位期间发表的论文

致 谢

参考文献

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