协n双掺杂纳米tio2缺陷控制的研究

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2、兰：竺协N双掺杂纳米蚤02缺陷控裁臻究孛文接要协N双掺杂纳米氍02缺陷控制研究中文摘要鑫体誊孝料酶电、磁、声、光、熟和力学牲能，都具有结褥敏感性。涮备方法和晶体的缺陷都能够影响晶体的结构。缡米瓢02裁备昀合成方法仍然采用豹是传统酶气相或液耦为主酌涮备方法，难以在此基础上取得突破；在应用领域，一是由于二氧化钛的禁带较宽(Eg一3。2eV)，只能响应波长在387．5捌[n以下的紫外光(约占太鬻能8％)，丽太粥光谱中占绝大多数的可见光(能量约占45％)则未熊被有效利用；二是纳米Ti02的光生电子和空穴容易复合，导致光量子效率很低。针对以上的问题，本文构建了气掖(L喈)反应界面，

3、即水分子以气相状态与液相钛酸丁酯发生气液水解反应，通过控制水分子的搭载量来控制徽区域胶核的形核浓度，从而减少聚集。该方法既有气相法高分散的优点，也有液相的易收集和可控性强的优点。提出了气相输运法制备了不同的元素掺杂和不同形貌豹纳米髓02，研究了制备过程中各因素的影响作用和不阕形貌的髓02成型机理。通过光电子能谱(xPs)、X射线衍射(XRD)、电子顺磁共振(ESliI)、荧光(PL)对样品缺陷进行了表征，在此基础上考察了纳米粉体的光催化及热催化性能，实现了对复合缺陷影响晶体材料性能酶评估。主要研究工作及成果鲤下：(1)设计正交试验研究了各因索对实验的影响，得到在常温的20

4、℃、鼓气速率为2∞瓿帮搅拌速率为35蕊·程，作为最佳的反应条件进行反应；研究了团聚控制概理和本实验对团聚的控制。(2)黑旋转气槌输运法铡备了棒状c、N共掺杂麴Ti晓，xRD帮SEM测试结果表明样晶为纳米棒，纳米棒为晶粒在一维方向上的堆积而成，棒的直径为50眦左右；xPS和EsR测试结果表骥c和N进入了鞋晓晶格，掺杂蠼烟了骶02晶体的缺陷浓度；光催化测试结果显示掺杂的棒状纳米氧化钛的光催化效率增加。中文摘要协N双掺杂纳米凳02缺陷控喜l磷究(3)用气相输运法制备了C、N共掺杂的Ti02，XRD和TEM测试结果表明，样箍的晶相完整、分散性好、粒径约在lO-50嫩；XPS测试结

5、果表明C和N进入了Ti02晶格，掺杂增加了Ti02晶体的缺陷浓度：光催化和PL测试表明，掺杂增加了光催化活性，提高了光催化降解亚甲基蓝的效率，降低了荧光性麓，样品在4∞℃煅烧条件下，可见光催化效果最好，可见光照射3h，能使皿甲基蓝的降解率达到95％；同时热催化AP的分解活性最高，能使AP的高温分解温度降低25℃。(4)用气相输运法制备前躯体经过研磨制得了N、Sn共掺杂的Ti02，xRD和SEM测试表明为纳米颗粒，且尺寸较小，分布眈较均匀；xPS测试结果表明N和sn进入了Ti02晶格；N、Sn的掺杂量为I％时在400℃下煅烧2h对亚甲基蓝的降解有最强可见光催化性能和对Ap的

6、热分解有较好的热催化性能；、光催化和热催化活性具有很好的一致性，主要是由，I’i02的晶相组成和掺杂引起的缺陷影响的结果。本文对纳米氧化钛的制备方法、棒状Ti02的成型机理、掺杂机理、缺陷的形成以及光催化机理都进行了讨论，为纳米材料的制备和性能的研究、形貌的控制等都提供了重要的参考。关键词：纳米复合材料；晶体缺陷；氧化钛；掺杂；催化Ⅱ作者：李良海指导教师：王作山墨壁望竺塾堕墅曼墼!S型婴]!：：

7、ingaboutN噬TwoElementsDopedTi02AbstmctResearchofDefectControllingaboutN_XTwoElementsDopedT

8、i02Abs罐aet强e榭越蕊鼹融文l毡魁建{c擎辍ldef斑se建建i蠢魏强ee巍ecr羚瞧

9、s{斑ct狂抟，whiehdeteminethepfopertiesofcrystal．鼗囊鑫s瀚魄酞救勰曲氆a毫!睦le投嬲ili魏班so黼s斌e躲d呈iquids蹴w《髓蛀搀m越瓤methodsw量lichw蹦eusedtosyIlmesizeTi02；happlied蠡西d，nano髓02c雒beOlllyac娃VatedunderUVli曲thradiationofwavelengthless搬an387nm(about8％