氮掺杂二氧化钛纳米管的制备及表征

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1、万方数据第35卷第4期稀有金属2011年7月VOL35Nn4CHINESEJOURNALOFRAREMETALSJul．2011氮掺杂二氧化钛纳米管的制备及表征张理元，曹阳+，刘钟馨，于晓龙，吕作凤(海南大学材料与化工学院，海南优势资源化工材料应用技术教育部重点实验室，硅锆钛资源综合开发与利用海南省重点实验室，海南海口570228)摘要：采用阳极氧化法在纯钛表面制备了二氧化钛纳米管阵列薄膜，在热处理的过程中利用浓氨水的挥发提供氨气氛进行掺N。采用场发射扫描电镜(FESEM)、x射线衍射物相分析(XRD)、X射线光电子能谱

2、(XPS)、紫外可见漫反射光谱(uV·vis)对样品进行了表征。结果表明，制得的二氧化钛纳米管管径为70～∞nlli，壁厚为5—10砌，管长为400-500rim；N元素成功进入晶格，含量为0．68％；400℃热处理的未掺杂、N掺杂二氧化钛分别为纯锐钛矿相、锐钛矿和金红石混相。相比未掺杂的二氧化钛纳米管，N掺杂的二氧化钛纳米管在可见光区表现出更强的吸收。以甲基橙为模拟污染物，采用分光光度计研究了N掺杂、甲基橙初始浓度、pH值对光催化性能的影响。结果显示，甲基橙的光降解过程符合一级动力学过程，经过150min的光催化实验，

3、N的掺杂使二氧化钛纳米管的光催化性能提高了11．1％，甲基橙的最佳初始浓度为20mg·L～，撮佳pH值为l。关键词：阳极氧化；二氧化钛纳米管；氮掺杂；光催化性能doi：10．3969／j．issn．0258—7076．2011．04．006中图分类号：0614文献标识码：A文章编号：0258-7076(2011)04-0504—06PreparationandCharacterizationofN—DopedTi02NanotubeZhangLiyuan，CaoYang’，IJiuZhongxin，YuXiaolong，

4、LUZuofeng(KeyLaboratoryofMinistryofEducationforApplicationTechnologyofChemicalMaterialsinHainanSuperiorRe-sources，KeylaboratoryofResearchonUtilizationofSi—Zr—TiResources，InstituteofMaterialsandChemicalEn#·neering，HainanUnivemity，Haikou570228，China)Abstract：Ti02na

5、notubearrayswerepmparedonthesurfaceofpuretitaniumsheetbyanodicoxidationmetIIod．NWaSdopedusingNH3，whichengenderedbythevolatilizationofNH3·H2Oduringannealing．ThecharacteristicsofTi02nanombe黼investigatedbyFESEM，XRD，XPS，UV—vis．Theresultsindicatedthatthediameterofundo

6、ped，N—dopedTi02nanotubewas70～80am，thethick-nessofthewallwas5～10nm．thelengthoft}letube懈400一500nnl．NwassuccessfullydopedintocwstallatticeandthecontentofNWas0．68％(atomfraction)．UndopedTi02，N-do#Ti02annealedat400℃wasentirely锄a切seor蚰ata驰mixedwithmille．N—dopedTi02exhib

7、itedstrongerabsorptionunderthevisiblelightcomparedwithundopedTi02．Methylorange哪used鹕thedegr越l-edagentinphotocatalyticexperiment，theeffectofN-doping，initialconcentrationofMethylorangeandpHonphotocatalyticpropertywerestudiedbyspectrophotometer．Theresultsshowedthatt

8、hedegradationofmethylorangecoincidedwithfirstorderkinetics，thephotocatalytiopropertyofN—dopedTi02nanotubearraysfilmwasl1．1％higherthanundopedTi02nanotubearraysf