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最近，二氧化钛(Ti02)纳米管的研究引起了广泛关注，因为它在光催化、传感器、太阳能电池和储氢材料等领域具有广阔的应用前景。然而，’1502纳米管是宽禁带半导体(3.87eV)，仅能吸收紫外区的太阳光，光能利用率低，同时光生电子和空穴容易复合，导致量子效率低。为了提高太阳能利用率和增大量子效率，有必要开发具有可见光催化活性的Ti02纳米管光催化材料。目前，人们通常采用过渡金属元素掺杂、贵金属沉积、染料敏化和无机非金属掺杂等方法来提高Ti02颗粒的可见光光催化性能。具有高比表面积和管状结构的Ti02纳米管的可见光敏化和光催化性能的研究尚不多见。研究非金属掺杂Ti02纳米管的合成、表征和光催化性能具有重要的理论意义和较高应用价值。
利用水热法制备了碳和氮掺杂的锐钛矿型TiO2纳米管，采用电子透射显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见光谱、拉曼光谱和红外光谱等对其结构和组成进行表征，并以亚甲基蓝降解为模型反应评价了其催化活性。煅烧温度和时间影响TiO2纳米管结构和形貌。400℃煅烧1h既可以增强结晶度，又不损坏其管状结构。水热法合成的TiO2纳米管为前驱体，采用湿化学法合成了N-TiO2纳米管。实验结果表明：氮原子没有取代TiO2品格中的氧原子，而是进入到晶格间隙，在TiO2禁带内形成独立的N2p能级，从而降低了禁带宽度，提高了可见光催化性能。
以水热法合成的TiO2纳米管为前驱体，采用湿化学法合成了C-TiO2纳米管，对其结构和光催化性能进行了表征。结果表明：C可能在TiO2表面形成了一层活性碳和碳氧化物组成的混合物薄层，在光照下，该薄层起到了类似染料敏化剂的作用，使TiO2纳米管在很宽的波长范同内皆有吸收，从而提高了催化材料的紫外-可见光催化活性。
对C-N-TiO2和N-F-TiO2的制备、表征和光催化性能进行了初步探索。