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《tio2納米管陣列薄膜的制備及其光催化性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。
1、Tioz納米管陣列薄膜的制備及其光催化性能研究摘要隨著社會的發(fā)展．環(huán)境污染問題越來越嚴重并逐漸受到人們的廣泛重視。近年來，采用半導體催化材料解決這一問題成為科學家們的研究熱點，其中，半導體TiOz納米材料因無毒、資源豐富、穩(wěn)定性好和氧化性強等優(yōu)點成為納米催化材料領(lǐng)域的研究熱點。傳統(tǒng)的納米Ti02粉體因在使用中易團聚難回收．容易對環(huán)境造成二次污染的缺點，限制了其在光催化領(lǐng)域中的應用。本文采用陽極氧化法在鈦表面制各的Ti02納米管陣列薄膜解決了傳統(tǒng)納米材料的缺點，并通過溶液浸漬法實現(xiàn)了ce卜、Gd3+對Ti02納
2、米管的有效摻雜，具體實驗內(nèi)容如下：1采用陽極氧化法在鈦表面制各出具有一維結(jié)構(gòu)的Ti02納米管陣列，用場發(fā)射掃描電鏡FESEM觀察Ti02納米管的形貌，用XRD鍘試納米管的結(jié)構(gòu)晶型?？疾炝搜趸妷?、水浴溫度、F濃度、退火溫度等工藝參數(shù)對產(chǎn)物形貌和晶型結(jié)構(gòu)的影響，從理論上闡述了氧化電壓、水浴溫度和F。濃度對納米管管徑和管壁的影響。退火溫度影響Ti02納米管的形貌和晶相，在較低溫度下退火后仍保持管狀形貌，680"C下管狀結(jié)構(gòu)坍塌。隨著退火溫度的升高，首先出現(xiàn)銳鈦礦相，在較高的溫度下會出現(xiàn)金紅石相，并隨著盒紅石相含量
3、的增加，銳鈦礦相含量減少，在800℃下主要存在金紅石相。2研究了各個工藝參數(shù)下制各的Ti02納米管對甲基橙的降解率，得到制備Ti02納米管的最佳工藝參數(shù)為氧化電壓30V、水浴溫度為30"C和NH4F的濃度為05wt％，在該電解液中氧化1h得到的Ti02納米管管徑約為80。100nm，管長約為4891．tm。此外還考察了退火溫度、甲基橙溶液的不同切始濃度和不同pH對Ti02納米管光催化活性的影響．研究表明，在550"C退火處理的納米管在溶液濃度和pH分別為10mg／L和3的甲基橙溶液中具有最好的光催化活性。在紫
4、外光下光照4h對甲基橙的降解率為764％3用溶液浸漬法制備稀土離子ce”和Gd”摻雜ft,'3Ti02納米管，通過對甲基橙的光催化降解表明，摻雜離子的溶液濃度有一最佳值，Ce(NOj)3}flGd(N03)髂液的濃度都為001mol／L。與純Ti02納米管對甲基橙的降解率相比，在該濃度下制備的兩種摻雜Ti02納米管對甲基橙溶液的降解率分別提高了182％和162％，改性程度Ce3％Gd3。。利用xRD、SEM、EDS等表征手段對最佳摻雜量的Tj02進行分析，EDs分析測得溶液浸漬法可以成功的將ce”、Gd弘摻入
5、到Ti02納米管中，Ce原子和Gd原子相對于Ti原子的含量分別為1．22％{f1047％。由于鈰和釓的含量非常少．xRD圖譜中沒有檢測到鈰和CLfiq氧化物存在。FESEM[雪中可看出稀土離子的摻入不影響Ti02納米管的形貌，管內(nèi)徑大約為80·100nma美鍵詞：T-0：納米管陣列：陽極氧化；光催化：Ge“摻雜：Gd3摻雜SynthesisandinvestigationofTi02nanotubearraysfiIrrlsandtheirphotocataIyticactivityAbstractWitht
6、hedevelopmentofthesociety．ettvirortraentalpottut[onbecomeoneofthehotspotspeoplepaywidespreadattentiontoenvironmentalprotectionfieldInrecentyears．scientistsfocusonthesemiconductorcatalyticmaterialtosolvethisproblem，whichisnon-toxic，richresources．stabilizatio
7、nandhighactivityHowever．theapplicationoftraditionalnano—Ti02powderislimitedduetoitsagglomerationintheriseanddifficultrecoveryaftertheiise．besidessecondarypollutioncausedtotheenvironmentisanothershortcomingInthispaper，tosolvetheshortcomingsofthetraditionalna
8、nomaterials，wefabricatedtheTi02nanotubearraysfilmontitaniumbyanodicoxidation．a(chǎn)ndCen．Gd卜wereeffectivedopedTi02nanotubesbytheimpregnationmethodtheexperimentalresultsal-easfollows：1Theone-dimensionalstruc
