基于不同衬底二氧化钛纳米线阵列的制备及光催化性能

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1、基王丕圄越鹰三氢焦煞纳苤缝隍列煎剑叠区筮篷龇⑧论文作者签名．_一孝篷指导教师签名：丕迹硷论文评阅人1：黄鎏亟教握逝江太堂评阅人2：旦自田塾援浙江太堂评阅人3：圃挝堂教援复旦太堂评阅人4：评阅人5：答辩委员会主席：吐壶筻塾援逝江太堂委员1：塞迭至麴援逝江太堂委员2：崔丞莹副熬握逝江太堂委员3：奎重副麴援逝江太堂委员4：昌建国副硒窒员逝选太堂委员5：Author，ssignature：丝12i一‘●‘·Supervisor7Ssignature：ExternalReviewers：里墅Q鱼墨墨Q!』i坠g：迫坠№垒ng．圣卫ProfessorShu．XueZhouFDU

2、ExaminingCommitteeChairperson：ProfessorZhi．ZhenYeZJUExaminingCommitteeMembers：ProfessorTie．JunZhuZJU△墨墨Q坌i丛曼里煦鱼曼墨Q!堑墨垫：』也g￡迈圣卫AssociateProfessorLeiLiZJUAssociateResearcherJian．GuoLuZⅢDateoforaldefence：丛堑也2，2Q!垒浙江大学研究生学位论文独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包

3、含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得迸姿态堂或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位论文作者签名：名学签字日期：锣f牛年多月l7日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解迸婆盘堂有权保留并向国家有关部门或机构送交本论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝姿盘堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索和传播，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)学位论文作者躲店学签字日期：例圩年多月『7日导

4、师签名：≥汹导师签名：覆加旷撕签字日期：加f丫年3月／7日摘要在环境治理、能量转换、能量存储、传感器等多种应用领域，一维有序纳米结构Ti02阵列都有独特的性能表现。本文探索了一种适合于不锈钢、玻璃、硅片、碳布等多种衬底的Ti02纳米线阵列制备技术，过程简单、重复性好，且反应条件温和，不需要模板辅助。采用溶胶．凝胶技术在玻璃(玻璃片、玻璃棒、FTO、ITO)、金属(不锈钢片、泡沫镍)等衬底上涂覆Ti02籽晶层；通过在H202和金属Ti反应体系中添加三聚氰胺和硝酸制备前驱溶液；将负载有Ti02籽晶层的衬底浸入前驱溶液中，调整工艺参数(反应时间、Ti02籽晶层厚度等)，在

5、不同种衬底上成功获得钛酸纳米线阵列，随后进行炉热处理，获得Ti02纳米线阵列薄膜；或低温盐酸溶液处理制备出Ti02纳米棒阵列薄膜。利用场发射扫描电镜、高分辨透射电子显微镜、x射线衍射、紫外．可见漫反射等测试方法分析钛酸和Ti02纳米线的形貌、结构及其光响应行为，探讨钛酸纳米线生长及向Ti02转化机理，并测试其光催化降解罗丹明B性能。论文取得主要结论如下：1．不同衬底上制备钛酸纳米线：在80oC反应温度下，以Ti片、H202、硝酸和三聚氰胺反应所得溶液为前驱液，可在负载有Ti02籽晶层的不同衬底上沉积制备出钛酸纳米线。在H202与硝酸作用下，Ti片溶解释放出水合Ti(

6、IV)离子，达到临界浓度后，在衬底表面析出钛酸。前驱液中同时存在三聚氰胺水解产生的NH4+离子等，有利于一维钛酸纳米线的形成。通过调控反应时间，可控制钛酸纳米线的长度，当生长时间为48h时，纳米线长度可达3岫。改变Ti02籽晶层厚度未对钛酸纳米线的形成产生明显的影响。光催化性能测试结果表明，钛酸纳米线阵列具有优异的光催化降解罗丹明B溶液能力。2．钛酸向Ti02转化：经过300～550oC炉热处理后，钛酸转变为Ti02，物相以锐钛矿为主，含少量锆钛矿，结晶度良好且保留原有一维纳米线结构。与300～450oC热处理后纳米线相比，由于显著的再结晶及烧结过程，550oC炉热

7、处理后纳米线表面粗糙，呈颗粒链状结构。经80oC低温盐酸溶液处理，钛酸纳米线转变为金红石纳米棒，其转化机理为溶解．沉积过程。紫外一可见漫反射测试结果表明，经盐酸处理获得的Ti02薄膜具有较小的禁带宽度(2．87cV)；光催化性能测试结果表明，经过盐酸处理获得Ti02薄膜光催化性能为最佳。关键字：钛酸；二氧化钛；纳米线；低温盐酸处理；光催化浙江大学硕士学位论文IIAbstractInthevariousapplicationsinenvironmentremediations，energystoragies，energytransformations，andsen