论文部分内容阅读
TiO2纳米管较TiO2其它纳米结构具有较好的光催化、气敏、光电和光电压特性,得到了广泛的关注和深入的研究。然而,宽带隙半导体TiO2（3.2eV）只在紫外光区有吸收（只占太阳光能量的8%,而可见光占太阳光能量的45%）,大大限制了它的应用。因此,如何提高TiO2在可见光区的吸收是亟待解决的一个问题。离子掺杂被认为是提高TiO2光催化活性的一个有效的方法。以TiO2纳米粉体为原料,采用水热法制备TiO2纳米管,研究了反应温度、反应时间、前驱体用量以及退火对TiO2纳米管性能的影响。结果表明:反应温度越高,越有利于管状结构的形成,对亚甲基蓝的光降解速率也会升高;反应时间24h,前躯体加入量为0.6g时,样品的光催化效果最好;退火后的样品的结晶度较退火前好,光催化性能也有较大提高。采用阳极氧化法制备TiO2纳米管。研究发现,电压,时间、电解液pH值对TiO2的形貌有很大影响。在电压为20V,氧化时间为5min,电解液pH值为3时,能够得到排列整齐的孔径为60-80nm的纳米管,孔壁厚约为20-30nm。制备的TiO2纳米管为无定形态,400℃下退火后由无定形态转变为锐钛矿型;400-700℃下退火后为锐钛矿和金红石的混合相,且温度越高,金红石相越多;700℃之后全部转变为金红石相。对阳极氧化后的TiO2纳米管进行N掺杂,并对样品的形貌与晶体结构进行了研究。掺N后不会破坏阳极氧化形成的高有序纳度米管阵列。用甲基橙作为模拟降解物进行光催化性能的测试,结果表明N掺杂的TiO2纳米管具有较好的光催化性能。N掺杂的TiO2纳米管在可见光下就有显著的浸润性转换,表明N的引入导致TiO2纳米管材料的可见光响应大大增强。在阳极氧化制备的TiO2纳米管上电沉积羟基磷灰石（HAP）,并研究了电沉积时电压,双氧水含量和温度对样品性能的影响。得出制备TiO2/HAP复合涂层的最佳条件为:电解液中双氧水含量2.5ml、电沉积电压1V,温度60℃,电沉积时间为2h。