TiO2纳米管阵列涂层的相态和形貌对其光催化活性的影响研究-论文.pdf

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1、第33卷第4期钢铁钒钛VoL33，No．42012年8月IRONSTEELVANADIUM玎TANIUMAugust2012TiO2纳米管阵列涂层的相态和形貌对其光催化活性的影响研究田昂，薛向欣，刘创伟，茹红强(东北大学材料与冶金学院，辽宁沈阳110819)摘要：通过阳极氧化法在金属钛表面制备了TiO纳米管阵列涂层(TiOnanotubearmy，TNT)，并通过改变其形貌和相态探索TNT涂层光催化反应的机理。研究表明TNT涂层光催化降解有机物的机理是依靠光生空穴与氧化剂生成的羟基自由基来氧化有机物中的基团。此外涂层表面的F离子残留量对

2、耵涂层的光催化性能有一定的影响，F离子残留量越少，纳米管的光催化活性越高，这是由于在光照条件下，带有负电的F离子易于和带正电的光生空穴发生反应，同时由于F离子的残留使纳米管中出现了，从而降低了光生电子的数量。低温退火处理条件下，纳米管的形貌基本上没有改变，影响半导体材料性能的主因是相态变化，锐钛矿占主体的混晶结构能够有效促进光生电子一空穴对的分离和传输，从而提高光催化性能。关键词：二氧化钛纳米管阵列；光催化；羟基自由基；锐钛矿中图分类号：TF823文献标识码：A文章编号：1004—7638(2012)04—0018一O6EfectofP

3、haseandMorphologyoftheTiO2NanotubeArrayonItsPhotocatalyticActivityTianAng，XueXiangxin，LiuChuangwei，RuHongqiang(SchoolofMaterialsandMetallurgy，NortheasternUniversity，Shenyang110819，Liaoning，China)Abstract：TiO2nanotubearray(TNT)coatingswereanodizedonthetitaniumSUl~ace，andt

4、heefectofthephaseandmorphologyoftheTiO2onthephotocatalyticactivitywasresearehed．ThestudiesindicatethatthephotodegradationoforganiccontaminantbyTNTdependsonthehydroxylradicalwhichissynthe—sizedbythephotogcneratedholesandoxidizerinthesolutions，throughdepredatingthecontamin

5、antbyoxidizingthegenesoforganiccompounds．Byenlargingspecificsurfaceofalignednanotube，thenumberofphotoinducedelectroninelementalareacouldincrease，whichresultsinimproveddegradationeficien—cyoforganiccontaminant．Thelessfluorineionresiduesonthenanotubearray，thehigherpercento

6、fphotodegradation．That’SbecauseunderUVirradiation，thenegativelychargedfluorineiontendstoreactwithpositivelychargedphoto—holes．Inaddition，duetothefluorineionresidues，Tiappearsinthenanotube，resultinginreductionoftheelectrons．Underconditionsoflowtemperatureannealing，themorp

7、hologyofnanotubeisnotsignificantlyaltered．Themainefectwhichcaninfluencethepropertyofsemiconductorisphaseconversion．Dominatedwithanatasestructure．thefacifitatestheseparationandtransmissionofphotogeneratedelectronsandholes，thusimprovingphotocatalyticproperties．Keywords：Tit

8、aniumdioxidenanotubarrays；photocatalytic；hydroxylradical；anatase收稿日期：2011—03—15基金项目：国家自然科学基金资助项目(508720