鈦（鉍）氧化物、氧化鋅納米光催化劑的可控制備及光催化性能研究.pdf

1、半導體光催化材料的微結構及形貌特征與其光催化性能密切相關。本論文針對常見的TiO2、ZnO以及Bi系光催化劑，通過簡單的合成方法可控制備出異相結、異質結以及二維納米片三種新型光催化劑，并評價其光催化以及光電化學催化性能，為新型光催化劑材料的發展提供新思路。本論文的主要內容如下：
　　1.使用溶劑熱法可控地制備出金紅石相、板鈦礦相以及具有同質異相結的TiO2。通過X射線衍射（XRD）和高分辨透射電鏡（HRTEM）的分析了產物的組成和

2、物相。透射電鏡（TEM）分析表明，具有同質異相結的TiO2兼具兩純相的形貌特征。在模擬太陽光下對實驗產物進行了光催化性能評價，結果表明，具有異相結的TiO2有更高的光催化降解染料以及光催化制氫性能。利用紫外-可見吸收光譜、XPS價帶譜以及莫特-肖特基曲線（Mott-Schottky）研究了兩相組成的“結”對光催化性能的影響機理。實驗結果表明，金紅石相和板鈦礦相的協同作用，有利于光生電子-空穴對有效分離，從而提高了光催化活性。
　　

3、2.二維半導體材料因具有獨特的納米尺寸厚度和平面結構，往往具有區別于相應塊材的電子結構，從而影響本征性能，對于光電化學催化或光催化的提高有積極作用。實驗通過無機-有機插層方法制備出夾心層狀結構的ZnO-SDS前驅體，再經過液相超聲剝離得到ZnO超薄納米片。通過X射線衍射表征了所制得產物的物相，利用場發射掃描電鏡（FE-SEM）、TEM觀察到前驅體呈層層堆疊狀態，經過液相剝離得到厚度為幾納米的ZnO超薄納米片。使用高分辨透射電鏡和能譜儀（

4、EDS）分析了產物的物相以及元素組成。結合利用 X射線光電子能譜分析（XPS）、熱重（TG）、傅立葉變換紅外光譜（FT-IR）等測試手段，對層狀結構的ZnO-SDS前驅體的生長機理進行了探討。光電化學催化性能結果表明，ZnO超薄納米片比前驅體雜化多層具有更高的光電轉化能力。
　　3.通過超聲法在室溫下合成了氧化鉍中空棒，以此為前驅體加入鈦源，在水熱條件下經過化學轉化合成了 Bi2O3/Bi2Ti4O11復合光催化劑。使用 X射線衍