involt4gt溶胶的低温制备及involt4gttiolt2gt复合薄膜光催化性能的研究

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1、中文摘要InVO。作为一种新型窄禁带半导体材料，其带隙能低且导带电位比Ti02更负，由此可以预见InV04．Ti02复合材料应具有良好的可见光响应性能。本文以氯化铟(InCl3)、偏钒酸铵(删03)和氨水为原料，低温水热法制备了乳白色的InV04溶胶，这有效的降低了合成InV04的温度。将上述InV04溶胶与实验室自制的回流的过氧钛酸溶胶(RS溶胶)混合获得混合溶胶，以此混合溶胶为前驱体制备了InV04．Ti02复合光催化薄膜。通过各种表征手段详细研究了工艺参数对水热处理最终产物物相、粒度及晶粒形貌，复合薄膜的吸光性能及

2、光催化活性的影响。实验结果表明，在水热制备过程中反应体系fl勺pH值、水热处理温度对目标相的生成具有重要的影响。随着处理温度的升高、处理时间的延长和填充度的增加，InV04晶粒尺寸和粒度分布范围均逐渐增大，晶体形貌也发生了变化，出现了四方形形貌的晶体。从水热结晶学的角度，根据原位生长机理模型研究了InV04溶胶在水热条件下形成的机理及晶粒聚集现象，其过程可以认为是前驱物In(OH)3经过脱去羟基，通过离子原位重排而转变为正交相InV04。从生长基元的空间结构出发，建立起四方形晶粒形貌和InV04生长基元之间的联系。本实验

3、还比较了Ti02薄膜和InV04．Ti02复合光催化薄膜在紫外光和可见光照射下的光催化活性。结果表明在紫外光照射下，复合光催化薄膜表现出最好的活性；在可见光照射15h后，InV04掺杂量为3．0wt％的低温制备复合薄膜对甲基橙的脱色率达到了80．1％，InV04掺杂量为0．5wt％的高温制备复合薄膜对甲基橙的脱色率达到了25．1％。这是因为，hv04的外层电子吸收能量从基态跃迁至激发态，这个激发态电子注入到邻近的Ti02的导带，从而阻止光生电子和空穴在短时间内重新复合，实现InV04的光生电子和空穴的有效分离，提高薄膜的

4、可见光活性。关键词：InV04：水热法；复合光催化剂；可见光活性；水热结晶学ABSTRACThaY04一Ti02compositematerialsarefoundtobeavisiblelightrespondingphotocatalystbecausetheconductionbandpotentiallevelofnovelsemiconductorInV04withnarrowbandgapismorenegativethanthatofTi02．TheprecursorprecipitationofInV04

5、wassynthesizedbyco-precipitationusingindiumtrichloride(InCl3)，ammoniummetavanadateONI--14V03)andammonia(NH3。I-120)asrawmaterials．ThemilkwhiteInV04solswithorthorhombicphasewereobtainedbylow—temperaturehydrothermaltreatment,whichrevealsthesynthetictemperatureofInV0

6、4iseffectivelyreduced．InV04dopedRSsolhadbeenpreparedthroughblendingInV04solintoRSsolundercontinualmagneticstirring．NovelInV04一Ti02thillfilmsonglassslidesweresynthesizedviaasol-geldippingmethodfromtheaS—synthesizedcomposites01．Theinfluencesoftechnologicalparameter

7、sonthephaseoflnV04sol，opticalabsorptionandphotocatalyticperformanceofInV04一Ti02compositenlinfilmswereinvestigatedindetail．TheresultsofsamplesrevealthatthepHvalueofthereactionmixtureandreactiontemperatureplayimportantrolestothetargetphase．Itisshownthattheparticles

8、izeandgrainsizedistributionincreaseaccordingtotheincreaseofthereactiontemperature，timeandeompactedness．Themorphologychangesdrasticallywhenincreasingreactiontem