氧化铋氧化钛纳米管复合材料的制备及其表征毕业论文

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1、毕业设计（论文）题目：Bi2O3/TiO2纳米管复合材料的制备与表征Bi2O3/TiO2纳米管复合材料的制备与表征摘要纳米二氧化钛是一种性能优异，广泛用于环境保护的光催化剂，但由于其带隙较宽（3.2eV），只能被波长较短的紫外线激发，故对太阳能的利用率较低；而且，由于光生电子与空穴的复合，导致其光量子效率降低。半导体复合是克服上述不足的一种良好纳米二氧化钛改性方法。本论文以二氧化钛粉体为前驱体，以10mol/L的NaOH溶液为强碱介质，采用水热法合成二氧化钛纳米管。采用XRD、TEM对样品进行表征，初步分析了二氧化钛纳米管的

2、形成过程及机理。采用化学沉积-锻烧法制备了Bi2O3/TiO2纳米管复合材料，并用XRD、TEM、UV-vis、荧光光谱对其物相、形貌、光谱特性进行表征。实验结果表明，随着Bi2O3负载量的增加，TiO2纳米管中金红石相含量增多。当Bi2O3含量为3.0%时，可以获得牢固附着在TiO2纳米管表面，粒径约3nm，高度分散的Bi2O3纳米粒子。Bi2O3抑制了TiO2纳米管光生电子和空穴的复合，降低了TiO2纳米管的荧光强度。UV-vis分析结果表明，负载1%的Bi2O3后，TiO2纳米管的吸收峰从380nm移至400nm，增强

3、了TiO2纳米管对可见光的吸收。关键词：TiO2纳米管；复合半导体；光电效应；光催化性能PREPARATIONANDCHARACTERIZATIONOFSYNTHESISOFBISMUTHDIOXIDE-TITANIUMDIOXIDENANOTUBECOMPOSITESABSTRACTTitaniumdioxideisanexcellentphotocatalystwhichhaswidelyusedinenvironmentalprotection.However,itcanonlybeexcitedbyultraviol

4、etduetoitswideband-gap(3.2eV).Andthehighrecombinationrateofphotogeneratedelectron/holepairsofTiO2resultsinlowerlightquantumefficiency.Combinationwithothersemiconductorontitaniumdioxideisagoodmethodtoovercomethoseshortcomingsmentionedabove.Inthepresentthesis,TiO2nan

5、otubeswerepreparedviaahydrothermalapproachusingTiO2powderasrawmaterialsand10MNaOHsolutionasalkalinemedium.XRDandTEMwereappliedtocharacterizeTiO2nanotubes.TheformationmechanismofTiO2nanotubeswasdiscussed.Achemicaldeposition-calcinationapproachwasproposedtofabricateB

6、i2O3/TiO2-NTscompositeswithTiO2-NTspreparedviaahydrothermalmethodassubstrates.ThesampleswerecharacterizedbyXRD,TEM,PL,andUV-vis.ItwasfoundthatBi2O3nanoparticleswithsizesof3nmwerehighlyandtightlydispersedonthesurfaceofTiO2-NTswhenthecontentofBiwas3.0at.%.Combination

7、ofBi2O3couldeffectivelyprohibittherecombinationphotogeneratedelectron/holepairs.TheabsorptionedgeofTiO2-NTsshiftsfrom380nmto400nmwhen1.0at.%Bi2O3wascombined.Keywords:TiO2nanotube；synthesissemiconductor；photoelectronicaction；photocatalyticactivity.目录1绪论11.1课题研究的目的和意

8、义11.2纳米材料及其性能21.2.1表面与界面效应31.2.2小尺寸效应31.2.3量子尺寸效应31.2.4宏观量子隧道效应31.3TiO2纳米材料的制备、改性与应用41.3.1TiO2纳米材料的制备41.3.2TiO2纳米材料的改性71.3.3TiO2纳米材料的应用71.4TiO2纳米