TiO_2纳米复合结构的制备与宏观尺度组装

【摘要】TiO2作为一种重要的半导体材料，无毒无害、化学性质稳定，并且表现出了良好的光催化性质。在紫外光照射下，TiO2可以光解水制造H2，并且TiO2可以高效光催化降解水中的有机、无机污染物。在本论文中，我们设计合成了基于纳米TiO2的复合材料，增加TiO2的光谱吸收范围，并且使其具备了良好的吸附能力。本论文主要研究成果如下：1.利用卤氧化铋纳米片与TiO2纳米筛之间的电子亲和力，以TiO2纳米筛为基底，通过水热法实现了卤氧化铋纳米片在TiO2纳米筛上生长，一步合成了BiOX@TiO2。合成的复合物内部电场垂直于纳米片表面，并穿过TiO2纳米筛和卤氧化铋纳米片异质结构。其光学吸收范围变为690nm~410nm，表明了体系的完整的光学可调性。同时由于介孔的存在，复合物表面粗糙度的增加，及可见光吸收和光生电子空穴对的有效分离的协同作用，BiOX@TiO2可以作为一种新型的多功能易于回收利用的宏观光催化材料，在处理水杨酸（SA）、罗丹明B（RhB）及甲基橙（MO）这些污染物时表现出良好的太阳光光催化活性。2.通过在碳纤维布中引入TiO2颗粒层，并与钛酸四正丁酯(TBT)及NaOH之间的水热反应，成功的在碳纤维布上生长TiO2纳米纤维。得到了大尺寸（~300cm2）、高强度、柔韧的纳米纤维宏观结构。相对于小尺寸、易碎的纳米纤维宏观结构具有巨大的优势。吸附及光降解水中的罗丹明B表明产物具有吸附及清洁功能，使其在水净化方面有着潜在的应用。本工作为构件大尺寸、高强度、柔韧的水净化材料提供了新的见解。
【作者】杨乐；
【导师】曹雪波；
【作者基本信息】苏州大学，无机化学，2014，硕士
【关键词】二氧化钛；可见光吸收；光催化降解；吸附；

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