钠离子对TiO_2薄膜结构及其光催化活性的影响

摘要

采用溶胶-凝胶浸渍提拉法在不同玻璃基板上制备TiO_2薄膜,并通过降解浸渍在薄膜表面的甲基蓝来评价其光催化活性.利用X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)和紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱等研究了晶型、表面元素分析和光吸收性能.并采用平行电极法测定TiO_2薄膜的光电流,研究了薄膜表面载流子的复合情况.结果表明,薄膜的催化性能主要与基板热扩散到薄膜中的Na~+和晶相相关.Na~+抑制锐钛矿相TiO_2的形成,并且在一定条件下促进由锐钛矿向金红石相的转变.Na~+的扩散对TiO_2晶粒尺寸影响不大.重要的是,扩散至薄膜的Na~+不仅影响TiO_2薄膜的晶相转变,而且成为光生电子与空穴的复合中心,同时影响其光催化活性.