ag_tio2复合材料的制备和光致变色性能研究

《ag_tio2复合材料的制备和光致变色性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在教育资源-天天文库。

1、第37卷增刊2008年11月光子学报ACTAPHOTONICAS附ICAV01．37Sup．INovember2008Ag／Ti02复合材料的制备和光致变色性能研究木赵婧，曾惠丹+，杨云霞，赵崇军，陈国荣(华东理工大学材料科学-q；r程学院，超细材料制备与应用教育部重点实验室，上海200237)摘要：以0．05mol／LAgN03溶液和板钛矿型币02(BrookiteTi02．啊02-B)溶胶作为前驱物，采用光化学还原法制备了Ag／Ti02．13(板铁矿型)复合材料．UvVis吸收光谱结果进一步证实了Ag+一(Ag、的转变．紫

2、外光波长、银含量和添加卉ll等参数均影响Ag／Ti02一B的形成．通过研究Ag／n02．B在几种特定波长条件下的光致变色现象，对光还原和光致变色过程中涉及的机理进行了讨论，发现该复合材料在可见光范围内具有良好的光致变色性质．关键词：银／Ti02-B；光化学还原法；光致变色中图分类号：TQ034文献标识码：A0引言1972年Fujishima和Honda首次发现Ti02单晶电极能够在太阳光辐照下分解水【1】。此后Ti02优异的光催化性能受到广泛关注．但是由于啊02的禁带宽度较大(3．2eV)，因此仅对短波长的光有吸收(例如小于3

3、80nm的紫外光)，但紫外光仅占太阳光的4％，因此光催化的效率较低．研究表明，通过在纳米Ti02中掺杂Zn、Fe、Mo、Pt、Ag和l孙等活性金属离子，可以使Ti02光响应的波长延伸至可见光区，因而显著提高了材料的光催化性能12·J．本课题采用光化学还原法制备Ag／Ti02．B复合材料，研究该复合材料在儿种不同波长光辐照下的光致变色性能，并简单讨论了其变色机理，从而为这种光致变色薄膜的应用提供了参考依据．1实验1．1银／板钛矿型Ti02复合材料的制备及表征将0．05mol／LAgN03水溶液加入到50mL纳米Ti02．B分散的

4、溶液中(含崮量为2wt％，平均粒径为20啪)，搅拌30rain．采用提拉法制取Ag／Ti02．B薄膜样品(沈阳科晶设备制造有限公司TL0．01型，提拉速度3ram／rain)．根据改变AgN03的加入量和光化学还原的波长，制备了I-5号样品，具体条件参见表1，其中光化学还原的时间为IOmin．为了便于区分，将光辐照前、后的薄膜分别定义为Ag+／Ti02．B和Ag／Ti02．B．‘国家自然基金50702021(NSFC)、教育部博士点新教师基金(20070251013)、上海市重点学科建设项目(B502)和硅酸盐材料工程教育部重

5、点实验室(武汉理工大学)开放课题基金(SYSJJ2007-05)资助Tel：02l-64252647Email：hdzeng@ccust．edu．cn收稿日期：2008．09．20表1实验样品组成表No波长nezA!?3时间乙醇／nm／mL／min／mLl234561．2Uv-Ⅵs吸收光谱和光致变色性质的测定利用紫外一可见分光光度计(上海棱光公司)表征光化学还原辐照前后的Ag／Ti02一B薄膜的吸光度．利用蓝光辐照薄膜8h，图1为辐照光源的透过光谱．●穹日吝．殳．篓E罟舀一Wavelength／nm图1蓝光透过光谱Fig．1T

6、ransmissionspectrumofbluelight2结果与讨论2．1Ag／Ti02．B复合材料的制备图2是紫外光辐照前后样品的吸收光谱，可看出，紫外光辐照前，在2>400m'n处存在一个较窄的吸收蜂；紫外光辐照后，样品在可见光区吸收明显增强，吸收峰峰位产生红移，并在2>400啪处出现了一个新的较宽的吸收峰，表明材料中有银原子生成‘41．说明采用光化学还原法可制得银／板钛矿型Ti02复合材料．O5O0Oi2Ol262O0O5钙铂弱孙％弱23增刊赵婧，等：Ag厂ri02复合材料的制备和光致变色性能研究3l，’卑矗￥8蠹七

7、宝．o《Wavelength／nm’图2紫外光辐照前后样品的吸收光谱Fig．2AbsorptionspectraofsamplesbeforeandalterirradiationoftheUVlight2．2影响银原子生成的因素2．2．1还原光波长对Ag厂ri02-B形成的影响利用两种不同波长的紫外光对Ag+／Ti02．B薄膜样品辐照10min．可看到，254nm辐照的薄膜的颜色由乳白色变为淡黄色，而365n／ti辐照的薄膜则由乳白色变为淡紫色，图3是Ag+／Ti02．B薄膜在光照前后对应的UV-Vis吸收光谱．从图中可看出

8、，辐照后的样品，在可见光区域的吸收明显增强，吸收峰峰位发生红移，用2=365am辐照的吸收峰更强，实验表明辐照光源的波长能影响溶液的颜色变化，并且能量较低的紫外光源更利于银纳米颗粒的形成，这与文献中报道的金红石犁样品的光催化性能结果相符【5】．Wavelength／nm图3不