论文部分内容阅读
本论文以阳极氧化铝（AAO）为模板，利用原位模板法制备了TiO2纳米管阵列，并在TiO2纳米管阵列电极上通过恒电位沉积，制备了Cu2O/TiO2、PANI/TiO2同轴纳米线。利用扫描电子显微镜（SEM）、透射电子显微镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等测试手段对同轴纳米线进行了形貌和结构表征。通过光照开路电位曲线测试了同轴纳米线阵列电极的光电转换性能。选取不易降解的有机染料罗丹明B为目标降解物，考察了PANI/TiO2同轴纳米线的光电催化降解性能。通过原位模板法制得有序的TiO2纳米管阵列，纳米管的长度、直径可通过控制AAO模板的厚度与孔径大小来实现。原位模板法制备TiO2纳米管的最佳工艺为：氟钛酸铵溶液浓度为0.1mol/L，反应温度为30℃，反应时间为60min。在透射电镜（TEM）下可清晰地观察到管状结构。采用溶胶—凝胶法在紫铜片上制备TiO2纳米薄膜，在TiO2纳米薄膜电极上恒电位沉积PANI纳米薄膜，制备了PANI/TiO2纳米复合薄膜。在原位模板法制备的TiO2纳米管阵列内部恒电位沉积Cu2O纳米线和PANI纳米线，制备Cu2O/TiO2、PANI/TiO2同轴纳米线。Cu2O纳米线的制备工艺为：0.4mol/LCuSO4·5H2O+3mol/L乳酸，恒温60℃，-0.3V（vs.SCE）恒电位沉积；PANI纳米线的制备工艺为：1.0mol/L HCl+0.5mol/L苯胺，0.8V（vs.SCE）恒电位沉积800s。通过TEM、SEM、EDS表征，可以观察到同轴纳米线粗细均匀，纳米管包覆严密。光电响应测试结果表明，在紫外光源照射条件下，同轴纳米线阵列电极的光照开路电位差值大于单一TiO2纳米管阵列电极，Cu2O、PANI的掺杂可有效提高TiO2纳米管阵列电极的光电转换性能。光电催化降解测试结果表明，PANI/TiO2同轴纳米线阵列电极较单一TiO2纳米管阵列电极有更好的降解性能，且降解过程中外加电压越大、溶液pH越低，复合材料的降解性能越好。