提高納米TiO2光生電荷分離狀況的改性方法及機制研究.pdf

1、針對納米TiO2光催化劑光生電荷的復合幾率高與可見光利用率低的兩個瓶頸因素，本論文探索與研究了采用磷酸、表面活性劑、溴化銀改性來提高納米TiO2光生電荷的分離狀況及可見光利用率的方法。并重點利用表面光伏、光電化學測試和瞬態(tài)吸收光譜等技術對所合成的TiO2基光催化劑的光生電荷分離與復合、傳輸等動力學行為進行研究，以深入地揭示過程機制。具體內容如下：
　　 采用簡單的溶液浸漬法實現了磷酸對納米TiO2的表面修飾。在氧氣存在下，適量磷

2、酸修飾提高了納米TiO2的表面光伏響應和光生空穴的壽命，說明了磷酸表面修飾促進了TiO2光生電子被吸附氧捕獲，進而提高了光生電子-空穴的分離效率，這深入地揭示了磷酸修飾提高TiO2光催化活性的本質原因；磷酸修飾賦予了納米TiO2表面在水體系中帶有負電荷，延長了光生載流子的壽命，提高了光生電子-空穴的分離效率，這些深入地揭示了磷酸修飾提高納米TiO2薄膜電極光電流密度的本質原因。
　　 在酸性條件下，實現了適量陽離子表面活性劑CT

3、AB對溶膠水熱法合成的納米TiO2進行表面修飾，并進一步可使納米TiO2從水相中完全轉移到有機相中。在表面修飾過程中，Br-擔負著橋聯(lián)的重要角色。適量CTAB表面修飾提高了納米TiO2光生電子和空穴的分離效率及其對有機污染物的吸附性能，因而改善了光催化性能。光催化性能的改善也與Br-捕獲光生空穴而被氧化成具有較強氧化能力的Br有關。另外，利用表面活性劑修飾的納米TiO2，設計合成了非紫外光照射即具有超親水性能的納米TiO2薄膜，這與表面

4、活性劑與有機高分子PEG添加劑相作用而誘導的由TiO2納米粒子聚集而成的微米結構隆起的表面結構有關。實現了超親水性和光催化雙功能性的融合。
　　 在CTAB酸性條件下通過Br-橋聯(lián)成功地實現對納米TiO2表面修飾基礎上，發(fā)展了利用類微乳體系實現納米AgBr與納米TiO2復合的可控合成方法。結果表明，與普遍采用的水相體系相比，在類微乳體系下更有利于實現AgBr與TiO2的有效復合，這顯著地提高了AgBr-TiO2納米復合體系的光生