碳納米管負(fù)載納米二氧化鈦光電性能研究.pdf

1、TiO2由于受激發(fā)波長(zhǎng)限制,對(duì)太陽(yáng)能的利用只限于不到5％的紫外光。因此如何提高TiO2催化劑的催化效率是目前光催化領(lǐng)域研究的重要課題。本文主要通過(guò)構(gòu)建CNTs/TiO2復(fù)合材料,并通過(guò)微波等離子體摻雜技術(shù)實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的N、C摻雜,研究不同復(fù)合催化劑的光催化性能和光電性能。CNTs/TiO2復(fù)合材料的構(gòu)建主要集中在兩個(gè)方面:一是控制二氧化鈦形貌和粒徑并避免團(tuán)聚發(fā)生,二是利用復(fù)合材料提高提高電子轉(zhuǎn)移速率,減少電子和空穴復(fù)合。通過(guò)N、C摻雜改

2、性提高二氧化鈦的光響范圍,提高電子躍遷幾率。
　　本文通過(guò)微波等離子體增強(qiáng)化學(xué)氣相沉積裝置制備管徑均勻的碳納米管。以氧氣為氣源,通過(guò)低壓射頻等離子體對(duì)碳納米管表面進(jìn)行活性處理,而后放置于濃硫酸中酸化,使碳管表面羧基化。對(duì)酸化后的碳納米管再次通過(guò)低壓射頻等離子體表面改性,增強(qiáng)碳管表面的親水性能。
　　采用氣相水解法,制備CNTs/TiO2復(fù)合材料。將酸化并等離子體親水改性后的碳納米管置于空氣中充分吸收水分,而后放置于氮?dú)獗Ｗo(hù)的

3、TiCl4氣氛中,實(shí)現(xiàn)TiCl4在碳納米管表面的水解形成CNTs/TiO2復(fù)合材料。在通過(guò)不同溫度焙燒得到不同晶型含量的二氧化鈦復(fù)合樣品。最后通過(guò)微波等離子體實(shí)現(xiàn)對(duì)復(fù)合樣品的C、N摻雜改性。通過(guò)FT-IR、XRD、SEM、TEM、XPS、UV-Dis等方法對(duì)樣品進(jìn)行了測(cè)試和表征。通過(guò)對(duì)甲基橙的光催化降解實(shí)驗(yàn)測(cè)試了復(fù)合催化劑的光催化性能。經(jīng)過(guò)光催化測(cè)試表明,復(fù)合催化劑的光催化性能要遠(yuǎn)高于粉體TiO2;同一溫度焙燒的復(fù)合催化劑,摻雜后的復(fù)合