掺杂Cu的TiO2纳米管的制备及光催化性能研究.pdf

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1、化学工程师ChemicalEngineer2014年第o5期文章编号：1002—1124(2014)05—0063—03王!穰师掺杂Cu的TiO2纳米管的制备蔼始及光催化性能研究孙鼎承，李志励，李欣邦，赵兴达sI1．东北石油大学。黑龙江大庆163318；2．海洋石油工程(青岛)有限公司。山东青岛300461：3．大庆油田公司测试技术服务分公司。黑龙江大庆163453)摘要：采用恒电位阳极氧化法，在纯钛片上制得TiO：纳米管阵列，利用SEM、XRD、UV—DRS等进行了形貌、晶型和吸收光谱的表征和分析，并通过光催化降解甲基橙考量掺杂cu

2、前后的TiO纳米管阵列的光催化性能。结果表明，掺杂cu后的TiO：纳米管阵列吸收光谱带的加宽大大拓展了其光响应范围，并产生浅势肼一肖特基势垒，使得其光催化活性有了显著提高。关键词：TiO：纳米管；光催化降解；掺杂中图分类号：TQ630．7文献标识码：APreparationandphotocatalyticpropertiesresearchofTiO2nanotubearraysdopedwithCuSUNDing—cheng。，LIZhi—li，LIXin—bang2，ZHAOXing—da(1．NortheastPetroleu

3、mUniversityDaqing163318，China；2．OffshoreOilEngineering(Qingdao)Co．，Ltd．，Qingdno300461，China；3．Logging＆TestingServicesCompanyofDaqingOilfieldCompanyLtd．，Daqing163318，China；)Abstract：Usingthepotentiostaticanodicoxidationmethod．Ti02nanotubearraysWaSpreparedonpuretita—m‘ump

4、late．Weanalyzedmorphology，crystalstructureandabsorptionspectrumrespectivelybySEM，XRD，UV-DRS．Also，thephotocatalyticperformancesofTiO2nanotubearraysbeforeandafterCumodificationweremea—suredthroughphotocatalyticdegradationofmethylorange．Theresultsshowedthattheabsorptionspe

5、cialbandofCu—TiO2nanotubeswasmuchwider,itgreatlyexpandedthelightresponserangeandproducedpotentialhy-drazine-schottkybarrier，whichmadephotocatalyticactivityimprovesignificantly．Keywords：TiO2nanotubes；photocatalyticdegradation；modification纳米二氧化钛(TiO：)是氢敏传感器、光催化降少，形成肖特基势垒，

6、有效阻止电子一空穴对的复解污染物、染料敏化太阳能电池、光水解制氢等诸合。多领域的研究热点。2001年，由Grimes等首次阳极金属铜价格较低，且比TiO具有较高的功函数氧化法在高纯钛片基体上制备出高度有序的TiO：=4．65eV，故在光催化剂的研究改性和应用中具有纳米管阵列。该方法制备的TiO纳米管阵列【】是一极大的优势。因此，本文通过对甲基橙的降解考量端封闭一端开口且高度有序、孔径大小一致、比表TiO与Cu／TiO的的光催化活性对比。面积大、的纳米材料，性能更加优异。但由于TiO的禁带宽度Eg=3．2eV，只能吸收波长小于387nm

7、的光1实验部分子，量子效率低，故而影响了其应用前景【2】。大量研究1．1试剂表明在半导体上负载金属(如Ptt引、Aut引、A引、Cu【6，1等)，半导体和贵金属之间具有不同的费米能级，当钛片(东莞市富泰金属材料有限公司)，氟化铵二者接触时，电子可以从费米能级较高的TiO转移(NH4F，国药集团化学试剂有限公司)，无水乙醇(CH。CHOH，国药集团化学试剂有限公司)，乙二醇到费米能级较低的贵金属纳米颗粒上，直至两者的费米能级达到一致。在二者相互接触的空间电荷层(CHOH，国药集团化学试剂有限公司)，丙酮(CHOHCH，上海中试剂化工总公

8、司)，甲基橙(上中，贵金属层富集电子，TiO半导体表面的电子减海试剂三厂)，均为分析纯，去离子水为实验室自制。1．2Tio：纳米管的制备收稿日期：2014-01—17作者简介：孙鼎承(1991一)，男，2010年在读本科