【摘 要】
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TiO2是一种具有催化性能优良、化学性能稳定、安全无毒、无副作用、寿命长等诸多优点的半导体材料，但是其只对波长较短的紫外线才有响应。怎样提高它在紫外光区的催化性能，或是
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TiO2是一种具有催化性能优良、化学性能稳定、安全无毒、无副作用、寿命长等诸多优点的半导体材料，但是其只对波长较短的紫外线才有响应。怎样提高它在紫外光区的催化性能，或是使其光响应范围延伸到可见光区，都是当前相关学科研究的热点问题。
本论文首先使用溶胶凝胶法制备了二氧化钛的微粉和铁掺杂的样品，并利用六面顶压机对铁掺杂纳米二氧化钛粉末进行了高压处理，最后用透射电镜、X射线衍射仪和紫外-可见分光光度计分别对处理后样品的微观形貌结构进行了表征和吸光性能的研究。主要研究内容和结果如下：
(1)利用溶胶-凝胶法制备了铁掺杂的纳米二氧化钛粉末。
(2)考察了冷高压处理铁掺杂纳米二氧化钛后晶型的变化。由XRD的图谱可知，经6GPa高压处理后样品没有相变发生，仍为锐钛矿型。分析了高压条件对纳米二氧化钛颗粒形貌、尺寸、品格等微结构的影响。对两组样品分别进行了透射电镜的观测，实验结果表明，高压处理后二氧化钛的粒径有所减小，高压处理对二氧化钛的形貌有一定的影响；由二氧化钛的高分辨晶格图像，可以精确的算出二氧化钛的晶面间距，这也为粒径的变化提供了直观的依据。经谢乐公式算得粒径有所减小，粒径平均值分别为常压下未掺杂和掺杂样：18.77nm、17.32nm和高压处理后：17.93nm、16.83nm。粒径同比减小分别为4.5％和2.8％。
(3)运用紫外-可见吸收光谱，研究了高压与掺杂对二氧化钛光吸收度的影响，发现通过冷高压处理后的二氧化钛在不同程度上都要比未处理样品的吸光性能要好，且其吸收带也都发生了一定程度的红移。分析原因可能是由于高压处理后晶粒细化，比表面积增大，晶格畸变、缺陷等多方面因素共同的影响。对于未掺杂样品：高压处理影响了TiO2的本征吸收，导致其本征吸收的带边由原来的389nm移动到了421nm；对于铁掺杂样品：高压处理后其本征吸收带边由原来的418nm移动到了441nm。即能隙分别红移了0.23eV和0.16eV。说明高压处理提高了样品对可见光区的响应度。
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