【摘 要】
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使用电化学阳极氧化法制备的垂直取向、高度有序TiO2纳米管阵列,是提高太阳能光催化性能的理想结构之一.经过退火处理后,纳米管壁是晶体结构,能为载流子传输提供便捷的路
【机 构】
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海南大学材料与化工学院,海南省海口市人民大道58号,570228
【出 处】
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第十四届全国太阳能光化学与光催化学术会议
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使用电化学阳极氧化法制备的垂直取向、高度有序TiO2纳米管阵列,是提高太阳能光催化性能的理想结构之一.经过退火处理后,纳米管壁是晶体结构,能为载流子传输提供便捷的路径.与相应的纳米颗粒体系相比,纳米管阵列的光生载流子寿命提高了至少一个数量级；同时,电解液能够通过表面进入到纳米管内部,增加了具有反应活性的表面积,提高了光生载流子利用效率.在平面二维TiO2纳米管阵列结构的基础上,本工作主要报道两种具有新颖几何结构的TiO2纳米管阵列：具有三维结构的纳米管阵列,以及两端通透的TiO首先,在钛丝网上制备了具有三维结构的TiO纳米管薄膜.2/钛丝网光电极,如图1 所示.与二维结构的TiO2/钛片光电极相比,TiO2/钛丝网光电极具有更优异的光催化性能.当其用于光催化降解甲基橙时,单位质量降解率及单位面积降解率分别提高了22％、38％.光催化性能的提高主要归功于三维结构的TiO2/钛丝网光电极具有更优异的吸收入射光和反射光的能力.进而我们研究了退火温度、溶液pH值、外加H2O2对甲基橙降解率的影响.并且实验结果表明,TiO2此外,将Ti片基底上的TiO/钛丝网光电极具有良好的稳定性,5 次光催化反应后仍保持较高的降解率.2纳米管封闭底端开孔后,我们得到了一种新型的两端通透TiO2纳米管阵列薄膜,如图2 所示.得益于TiO2优良光催化性能和两端通透的独特结构,该结构可以作为多功能光催化薄膜和纳米反应器.作为一种新型的光催化薄膜,在罗丹明B分子扩散的过程中,TiO2纳米管薄膜的光催化功能有利于罗丹明B浓度的降低.作为一种重要的纳米反应器,我们成功地通过一个简单的对池反应制备了CdS@TiO2核-壳纳米线.光催化实验表明,与空白TiO2纳米管薄膜相比,经过24h反应所形成的CdS@TiO2样品的可见光催化活性提高了100％.对于核-壳纳米结构的形成机理及其光催化性能也进行了细致研究.
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