TiO2-SrTiO3異質(zhì)結(jié)納米管薄膜的制備及光電化學(xué)性能研究.pdf

1、銳鈦礦TiO2晶體通常暴露{101}晶面，而非高活性的{001}晶面，光生電子-空穴對復(fù)合率高，量子效率低，進(jìn)而抑制了 TiO2光催化活性。此外，TiO2納米材料具有較大的禁帶寬度（3.2 eV），太陽光中僅占3~5％的紫外光才能被其利用。因此，這些缺點(diǎn)極大地限制了它的實(shí)際應(yīng)用。本研究中 TiO2納米管陣列被用作支撐反應(yīng)物，與Sr(OH)2溶液反應(yīng)，得到暴露TiO2{001}晶面的TiO2/SrTiO3納米管陣列，該材料在紫外光下的光催

2、化活性得到極大的提高。采用掃描電顯微鏡（SEM）、X-射線衍射（XRD）、透射電子顯微鏡（TEM）、拉曼散射光譜（Raman）、X-射線能譜分析（XPS）等表征手段對樣品進(jìn)行分析。采用三電極體系，研究TiO2/SrTiO3復(fù)合材料的光電化學(xué)性能。為了考察水熱時(shí)間對TiO2/SrTiO3異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料的光電催化活性和光電催化穩(wěn)定性的影響，以亞甲基藍(lán)(MB)和羅丹明B(Rh.B)為目標(biāo)降解污染物，同時(shí)探索了該材料的光電催化機(jī)理。
　　

3、研究結(jié)果表明，水熱反應(yīng)1~5 h后，TiO2/SrTiO3納米管陣列復(fù)合薄膜均暴露有銳鈦礦晶型TiO2{001}面。隨著水熱時(shí)間的延長，納米管管壁上波紋狀的“凸起物”逐漸增多，納米管管壁也逐漸增厚。光電化學(xué)性能測試結(jié)果顯示，水熱2 h的TiO2/SrTiO3（STNs-2）異質(zhì)結(jié)復(fù)合材料表現(xiàn)最好的光電響應(yīng)性，因?yàn)樗哂凶罴蚜康?SrTiO3晶體，在納米管表面形成最優(yōu)的異質(zhì)結(jié)界面區(qū)域，并抑制了光生電子-空穴對的復(fù)合。光電催化降解MB和Rh