【摘 要】
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作为一种半导体光催化剂,TiO备受瞩目,但光生电子和空穴的复合几率较高,光利用效率较低等缺点使其实用受到一定的限制.本文在课题组前期工作的基础上,选用Au作为改性贵金属,
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作为一种半导体光催化剂,TiO<,2>备受瞩目,但光生电子和空穴的复合几率较高,光利用效率较低等缺点使其实用受到一定的限制.本文在课题组前期工作的基础上,选用Au作为改性贵金属,采用浸渍法和混合溶胶凝胶法进行了Au改性TiO<,2>纳米粒子及纳米膜光催化剂的制备和表征,并以光催化降解苯酚体系考察了其光催化活性.两种不同方法制备的Au改性TiO<,2>纳米粒子光催化活性均有所提高,但混合溶胶凝胶法制备掺杂Au的TiO<,2>纳米粒子的光催化活性更好.对比两个体系,XRD测试表明,表面Au的修饰对TiO<,2>的晶型组成与粒子大小没有明显的影响,而Au的掺杂却对TiO<,2>晶型转变有轻微的促进作用,晶料尺寸也有所增大;TEM显示,溶胶凝胶法制备掺杂Au的改性纳米粒子催化剂中,Au具有更好的分散性,这与XRD测试的结果是一致的;XPS测试结果显示,两种方法制备的改性样品中Ti元素均以Ti<4+>形式存在,O元素以晶格氧和吸附氧两种形态存在,但每种形态氧的比例不同;SPS显示,两种方法制备的Au/TiO<,2>光催化剂均对光谱的响应范围有所扩展,与纯TiO<,2>纳米粒子相比,SPS信号强度有明显下降;光催化降解苯酚实验表明,在该实验中,浸渍法最佳制备条件为:表面修饰Au的量为0.5wt％,焙烧温度500℃;混合溶胶凝胶法最佳制备条件为:Au的掺杂量为3wt％,焙烧温度600℃.此外,在前两部分实验的基础上,采用溶胶凝胶法,在ITO玻璃上进行了Au改性TiO<,2>纳米膜的担载,重点考察了涂膜次数对TiO<,2>纳米粒子膜与基体间的结合力、膜的表面形貌与光催化活性的影响.XRD、SEM表征及光催化降解苯酚实验表明,600℃焙烧的三次涂膜的Au-TiO<,2>/ITO纳米膜在具有相对大的表面积和表面粗糙度的同时,也具有与基体较好的结合力与较高的光催化活性.
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