TiO2納米管的陽極氧化制備、改性與性能研究.pdf

1、一維有序結構的TiO2納米管具有比表面積大、強度高、吸附能力強等優點，在微電子、催化和光電轉換等領域應用前景廣闊。然而，TiO2的帶隙寬(3.2eV)，光吸收范圍窄且光生載流子容易復合，極大地限制了TiO2納米管的應用，拓展TiO2的光吸收范圍與提高TiO2的光量子效率是提高其利用效率的有效途徑。本文首先采用陽極氧化法制備TiO2納米管，通過XRD、SEM等手段表征薄膜的組成和形貌，研究了陽極氧化參數對納米管陣列形貌的影響。其次，采用紫

2、外光還原法制備Ag@TiO2NTs、采用連續化學浴沉積法制備CdS/TiO2NTs，并在此基礎上獲得Ag2S/TiO2NTs。通過XRD、SEM等手段對復合半導體的組成與形貌進行了表征，測試了甲基橙的降解率，對改性機理進行了初步探討。此外，在空氣、真空、氫氣三種氣氛中對TiO2納米管進行熱處理，利用XRD、SEM、XPS、UV-vis分析其形貌結構、元素價態與光吸收范圍，通過降解甲基橙測試其光催化性能。最后，以陽極氧化制備的TiO2納米

3、管為基礎，制備了Ag/TiO2NTs(銳鈦礦)/Ti和Ag/TiO2NTs(非晶態)/Ti兩種阻變存儲器，通過繪制I-V曲線分析其阻變特性。
　　通過對比Ag@TiO2NTs、CdS/TiO2NTS與Ag2S/TiO2NTs三種復合半導體的光催化性能發現：采用0.2mol/LAgNO3制備的Ag@TiO2NTs，Ag粒子分布最均且具有最佳的光催化性能；當浸漬次數為20時制備的CdS/TiO2NTs形貌最好且具有最佳的光催化性能；在

4、此基礎上制備的Ag2S/TiO2NTs，Ag2S粒子分布均勻，光催化性能較純TiO2納米管有明顯提高。
　　在三種氣氛中對TiO2納米管進行熱處理后發現：真空和氫氣氣氛下熱處理有助于提高TiO2納米管的結晶性，降低樣品的相轉變溫度；真空和氫氣處理使得TiO2納米管由白色轉變為黑色，但沒有改變其微觀形貌；真空與氫氣處理在TiO2納米管內產生了Ti3+(氧空位)，拓展了其光吸收范圍，提高樣品在紫外光與可見光下的光催化效率。