定向生长二氧化钛纳米棒阵列的低温制备及其光催化性能

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1、摘要锄米孝葶料是当游材料谬}究的一个重要领域，对不同微观形貌的纳米材拳}在不同领域中的应用也是研究的熟点。作为一种半导体树料，纳米骶02幽于其健倔滔性高、化学性质稳定、无毒等优点被广泛应用于光催他、太阳能电浦、气敏元件等领域。纳米骶02的不嗣微戏形貌，如纳米管，绌米撂，纳涨线及分孔等，舆蠢独特的物理、化学性质，从而谯不同应用领域都表现出独特的性能。本文通过Ti片与30wt％H202在80℃下反应72h在钦綦体上获褥表面均匀的蕊黑色弱娆薄貘，在艇应剩余溶液中获褥皇色秘。2粉末。经X射线辑射(XRD)、场发射扫描电子照搬镜(FE—SEM)及Raman光谱分析可知，该薄膜为自厚度约2}a

2、n的缝锐钛矿型Ti02的中间哭屠及厚度鳓lgm锐钛矿型和金红石越混合晶型Ti02纳米棒定向阵到蒙缀残敬复合瓣袋，缝藏薄貘顶鼷熬纳拳襻攀爨：壹径为20．30nlYt，长度终150nnl。低瀑祭仕下晶态籀构薄膜的影成桃理主要为溶解．沉淀。高分辨透射电子显徽镜(HRTEM)分析结果袋明，反应后溶液中剩余粉末为Ti02纳米棒，盥与薄膜上聃02缝米黪定澎阵列成分一羧。逶逡憋暇瓣法测定霹知，Ti02续涨褡组成瓣矜寒毙表嚣辍为300m2／g，远惑予巍嫩DegussaP-25Ti02纳米糖来。采用不同Ti02薄膜对O．01mmol／L罗丹明B(RB)溶液的光降解能力测试薄膜的毙骧纯漂装。结袋袭磷，

3、瑟割器魏表嚣受缨涨捧逡淘舞}列瓣Ti02薄骥熬竞镤纯潘拣撬于相同质鬟DegussaP-25Ti02皴米粉组成酌薄膜，且远离予漆黢．凝胶铡备的Ti02薄膜。气相色谱．质谱联用(GC-MS)分析结果表明，光催化降解RB的熳终产物为C02和H20。缡米棒定淘簿列薄貘瓣德异麦毽纯戆缝主要柬滚予其嘉熬晓表嚣获。稳魏繁02薄羧魏悲毽纯使翅寿翕低，骤豳可能楚对必徨毒艺活蠖有蕊黪表露羟基簿基露黝遂濒摈失。本文还考察了不同温度下胼续热处理对纳米榉定向排列Ti02薄膜光催化性能的影穗。缝条袋弱，熬处理傻Ti02薄貘黪兜疆纯效攀下降，毯箕毙催馥鸯愈熹

4、】髭著提懑。在450℃下熟处爨1h惹Ti02薄膜光楼

5、化渣瞧最好，璧搜用寿会缀囊。热处理导致表面羧基等基团的损失，以及比液面积的增大，导致光催化效率下降；假同时增加所得薄膜懿结晶菠，麸悉育稳予光耩诧潘藿妻。关键词：二氧化钛；纳米棒；光催化；薄膜；罗丹明BAbs仃actMaterialswithvariousnanostructureshaveattr．a—ctedincreasinginterestduetotheirspecialpropenies．Asanimportantsemiconductingoxide，titaniumdioxide(Ti02)hasbeen、videlystudiedasphotocataiysts，s

6、olarcells，gassensors，etc．Ti02withdistinctnanostructures，suchasnanotube，nanorod，nanowireandmesoporousfilmpossessuniquepropertiesandhavebeenextensivelyinvestigatedindifferentfields．Inthisthesis，Ti02filmsonTisheetsandTi02powdersintheremainingsolutionhavebeenobtainedthroughdirectlyreactingTiwith30

7、wt％H202at80oCfor72h．Fieldemissionscanningelectronmicroscopy(FE·SEM)，X-raydiffraction(XRD)andRanlanspectroscopicanalysisdemonstratethattheobtainedTi02filmpossessesadualstructure：well—alignednanorodsonthetopandacondensedinnerlayer．Theinnerlayerwimathicknessofca．2岫isaggregatesofanatasenanoparticl

8、eswithsizesof10·30rim；whereasthetoplayer，ca．1啪inthickness，isaggregationoftinynanorodswhichale20·30nnlindiameterand150nlTlinlength．Thesenanorodsaremixtureofanataseandmille，asrevealedbyXRD，Ranranandhigh-resolutiontransmissionelectronmicro