cds修饰tio,2纳米管阵列的制备及光催化性能研究

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1、南京航空航天大学硕士学位论文CdS修饰TiO<,2>纳米管阵列的制备及光催化性能研究姓名：薛峰申请学位级别：硕士专业：环境工程指导教师：薛建军20090301南京航空航天大学硕士学位论文摘要本文通过恒压阳极氧化在纯钛箔表面制备TiO2纳米管阵列，研究阳极氧化参数（阳极氧化电压、时间）对纳米管阵列微观形貌的影响及热处理对TiO2纳米管阵列形貌和晶型的影响。运用电化学沉积对TiO2纳米管阵列进行CdS颗粒修饰。研究发现，电化学沉积之后在纳米管阵列的表面获得均匀分布的纳米级CdS颗粒；随着沉积时间的延长，CdS的沉积量增加；

2、随着CdS沉积量的增加，TiO2纳米管阵列对可见光的吸收范围明显增大。在紫外光的作用下，利用所制备的CdS修饰TiO2纳米管阵列对甲基橙溶液进行光催化降解实验，研究阳极氧化时间、CdS沉积时间等因素对光催化性能的影响。结果表明，阳极氧化时间为1h，CdS沉积时间为2000s时制备出的TiO2纳米管阵列光催化效果最佳。研究甲基橙初始浓度、pH值、H2O2加入浓度以及电极重复使用次数对光催化性能的影响，结果表明，在30mg/L的甲基橙溶液（50ml）中，当H2O2加入浓度为50mg/L，紫外光照射2h，溶液为中性时，甲基橙

3、溶液的脱色率接近100%。当H2O2加入浓度增大到100mg/L时，光催化的效率进一步提高，紫外光照射1h，甲基橙溶液的脱色率就已趋于100%，并未发现抑制光催化的现象。同时还研究TiO2纳米管阵列电极的稳定性，实验结果表明，随着TiO2纳米管阵列使用次数的增加，其光催化效率略有下降。对甲基橙的光催化降解机理和动力学进行研究，结果表明，甲基橙光催化氧化降解反应符合一级动力学模型，且反应速率常数与初始浓度、溶液的pH值以及外加氧化剂等因素有关。关键词：阳极氧化，CdS纳米颗粒，TiO2纳米管阵列，光催化，甲基橙ICdS修

4、饰TiO2纳米管阵列的制备及光催化性能的研究ABSTRACTTitaniumoxidenanotubearrayswereanodicallysynthesizedfromapuretitaniumfoilwithinvariableanodizingvoltage.Theanodicoxidationparameters,suchasanodizingvoltageandtimewhichwouldinfectthemicroscopicmorphologyofthenanotubearrayswerestudied

5、.AswellastheheattreatmentofTiO2nanotubearrayswasresearched.CdSnanoparticleswerethendepositedupontheTiO2nanotubearraysbyelectrochemicaldepositionmethod.TheresultsshewthatCdSnanoparticalswereevenlydistributeduponthesurfaceofthenanotube-arraysandtheamountoftheCdSpa

6、rticalsincreasedbythetimeprolonged.AndthusimprovedthevisiblelightabsorptionoftheTiO2nanotube-arraysasaresult.AnditwasusedtodegradethemethylOrange.Theeffectsoftheanodizingtimeandthedepositiontimewereinvestigated.TheresultsrevealedthattheTiO2nanotube-arrayswiththe

7、1hanodizingtimeandthe2000sCdSdepositiontimehadthebestphotocatalysis.Inaddition,theeffectsofthereactiontime,initialconcentration,pHvalue,andH2O2concentrationonthemethylorangedegradationbyphotocatalyticprocesswereinvestigated.Theresultsshowthatthedegradationeffici

8、encyofmethylOrangereached100%after2hUVirradiationintheneutralsolutionundertheconcentrationofH2O2was50mg/Lin30mg/LmethylOrangesolution(50ml).WhentheconcentrationoftheH