二氧化鈦(TiO2)作為經(jīng)典的光催化材料,經(jīng)過幾十年不間斷的研究,學者們對其結構與性能之間關系的認識也越來越深入。TiO2納米管陣列(TNTAs)由于其獨特的一維陣列結構使其具有良好的載流子收集、傳輸能力和電荷分離能力。所以,基于TNTAs我們可開發(fā)出更多性能優(yōu)異的光催化材料。 本文中,首先采用陽極氧化法制得TNTAs,并研究退火溫度對TNTAs形貌、晶型、晶粒尺寸、相組成的影響,并探究晶型與光電性能之間的關系。研究發(fā)現(xiàn),當退火溫度為500℃,可以得到由41.2wt%銳鈦礦和58.8wt%金紅石組成的混晶TNTAs.綜合分析X射線衍射譜圖、拉曼光譜以及紫外-可見漫反射吸收光譜等一系列數(shù)據(jù)證實了銳鈦礦/金紅石分層異相結的存在。并進一步設計實驗證明銳鈦礦位于TNTAs的頂部開口端,金紅石位于底部閉合端。在波長為370+8nm,光強為1mW/cm2的紫外光照射下,500℃退火樣品的光電流密度可達到120μA/cm2,為純銳鈦礦TNTAs的1.5倍。通過電化學阻抗測試,推測異相結可加快光生電子由銳鈦礦向金紅石相轉移,促進載流子分離,從而提高光電性能。 采用陽極氧化-機械球磨兩步法制備基于納米管...

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【學位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
1. 引言
    1.1 TiO₂光催化研究背景
        1.1.1 光催化反應
        1.1.2 光電催化反應
    1.2 不同結構TiO₂的研究
        1.2.1 零維結構TiO2

        1.2.2 一維結構TiO₂

        1.2.3 二維結構TiO₂

        1.2.4 三維結構TiO₂

    1.3 TiO₂晶相組成對光催化性能的影響
        1.3.1 單一晶相TiO₂

        1.3.2 混合晶相TiO₂

    1.4 研究的意義及主要內容
2. 實驗試劑及儀器設備
    2.1 主要實驗試劑
    2.2 主要儀器設備
3. 銳鈦礦/金紅石分層異相結TNTAs的制備及其性能研究
    3.1 引言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 分層異相結TNTAs的制備
        3.2.2 樣品的測試與表征
    3.3 結果與討論
        3.3.1 形貌分析
        3.3.2 結構表征
        3.3.3 性能測試
    3.4 本章小結
4. 復合結構TiO₂電極的制備及光電催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 復合結構TiO₂電極的制備
        4.2.2 樣品的測試與表征
    4.3 結果與討論
        4.3.1 形貌分析
        4.3.2 結構表征
        4.3.3 性能測試
    4.4 本章小結
5. 結論與展望
    5.1 全文總結
    5.2 研究展望
參考文獻
在讀期間發(fā)表論文
致謝



本文編號：3885842

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