导　　师： 彭峰

学科专业： H1705

授予学位： 博士

作　　者： ;

机构地区： 华南理工大学

摘　　要： 过去的20多年里，由于高度有序、比表面大、方便回收和稳定性好等优点，阳极氧化法制备的TiO₂纳米管阵列被广泛的应用于在光催化剂、气体传感技术、环境监测、生物医药以及太阳能转换中等方面。然而，TiO₂具有较宽的能带隙（3.0-3.2eV），只能在紫外光作用下发生响应，催化剂表面光生电子与空穴复合和量子产率等问题严重制约了TiO₂纳米管阵列光催化的广泛应用。因此，通过对TiO₂纳米管阵列进行制备方法的改进，以及对其进行合理的改性从而促进其可见光光催化活性，促进TiO₂纳米管阵列广泛实际应用具有重要意义。本论文采用新的制备工艺合成一种新型分层结构TiO₂纳米管阵列，考察光催化分解水和有机物性能，探讨了其形成机理；使用电化学沉积法制备分散均匀的多面体Cu2O和TiO₂纳米管阵列复合，考察了其可见光催化活性和杀菌消毒能力；利用负载贵金属Ag和氮掺杂进行改性，提高TiO₂纳米管阵列在可见光下的光催化活性，深入探讨了修饰后的TiO₂纳米管阵列在可见光下的光催化机理，并通过光电化学性能实验揭示了光生电子和空穴的转移与复合，考察了不同因素对光催化效率的影响。主要内容如下：（1）将金属钛喷射在FTO导电玻璃上，采用阳极氧化法制备出具有上下双层结构的TiO₂纳米管阵列（HST），此阵列由上下两层组成，总长度约为2.0μm，上层厚度大约0.3μm，由多孔TiO₂纳米颗粒组成，下层厚度大约1.7μm，由TiO₂纳米管阵列组成，纳米管的外直径约为150nm。X-射线粉末衍射（XRD）分析表明，在空气氛围中500°C下退火2h所得样品锐钛矿的含量约为76%。合成的HST膜和用传统方法制备的TiO₂纳米管阵列（TNA）作为光阳极用�

关 键 词： 二氧化钛纳米管陈列 双层 纳米薄膜 电化学沉积 修饰 可见光催化性能

领　　域： [一般工业技术]