二氧化鈦納米復合物的合成及電化學性質研究.pdf

1、早在20世紀初,二氧化鈦(TiO2)就進入了商業生產化階段,在顏料、油漆、藥物等多個領域得到了廣泛的應用。隨著納米科技的發展,二氧化鈦納米材料引起了人們的廣泛關注。TiO2納米材料具有的很多獨特的性質,使其成為一種應用前景十分廣闊的半導體材料。作為光催化劑,TiO2納米材料具有光催化活性高,氧化能力強,穩定性好等特點,可以直接利用太陽光作為光源驅動氧化-還原反應發生,可以在室溫下將水、空氣、土壤中的有機污染物完全氧化為二氧化碳和水等產物

2、。作為光電轉換材料,TiO2納米材料光電轉換效率高,穩定性好,已被用于太陽能電池的電極材料。
　　但是純納米TiO2的禁帶寬度較大(~3.0eV),光激發產生的電子-空穴對的無效復合率較高,限制了TiO2納米材料的應用。為了克服TiO2納米材料自身的缺陷,提高其光電活性,人們利用摻雜、包覆、改變材料粒徑等手段改善 TiO2納米材料的性質,擴大其應用范圍。
　　本論文采用改進的溶膠-凝膠法和水熱法,以鈦酸四丁脂為基本原材料制備

3、了納米TiO2及其不同復合物,采用電子透射電鏡(TEM)、X-射線衍射儀(XRD)、紫外-可見光光譜儀(UV-vis)、電化學工作站等現代儀器對產物進行了表征和光電性質研究,并對產物的形成機理進行了討論。
　　論文主要內容如下:
　　1. SeO2/TiO2納米復合物的制備及電化學性質研究
　　分別用改進的溶膠-凝膠法、水熱法合成了SeO2/TiO2納米復合物。采用XRD、TEM、UV-vis等對所得產物進行了表征,研

4、究了反應條件對產物的影響,探討了復合物的形成機理。綜合運用了循環伏安、差分脈沖等電化學手段研究了復合產物的電化學性質,并與純TiO2粒子和亞硒酸進行了比較。
　　2. TeO2/TiO2納米復合物的制備及電化學性質研究
　　分別用改進的溶膠-凝膠法、水熱法合成了TeO2/TiO2納米復合物。采用多種方法對所得產物進行了表征,研究了反應條件對產物的影響,探討了復合物的形成機理和制備摻雜物質為難溶易水解物質的TiO2納米復合物的

5、有效方法。利用伏安分析法研究了復合產物的電化學性質,并與純TiO2粒子和TeO2進行了比較。
　　3.水熱法制備二氧化鈦納米管及其復合物
　　分別用水熱法合成了TiO2納米管及其有機復合物。以自制的銳鈦礦相的納米TiO2為反應物,在強堿性的pH值下,用水熱法合成了TiO2納米管,在此基礎上又合成了TiO2納米管有機復合物。采用XRD、BET、UV-vis等對所得產物進行了表征,討論了有機復合物的形成機理,利用伏安分析法研究了