【摘 要】
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本文采用溶胶-凝胶法,分别以聚乙二醇(PEG)、十八胺(ODA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂制备掺镧介孔纳米晶二氧化钛。选择其中一种理想的模板剂(PEG),利用正交设计法
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本文采用溶胶-凝胶法,分别以聚乙二醇(PEG)、十八胺(ODA)、十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)为模板剂制备掺镧介孔纳米晶二氧化钛。选择其中一种理想的模板剂(PEG),利用正交设计法优化制备掺镧介孔纳米晶二氧化钛的实验条件;研究复合模板剂对掺镧介孔纳米晶二氧化钛结构与光电性能的影响。利用X射线衍射(XRD)检测样品的晶体结构和晶粒尺寸;通过激光拉曼光谱(Laser Raman)测试对样品的晶格振动模式进行了分析;利用差热-失重分析(DSC-TG)研究前驱物在热处理过程中的相变情况;采用BET方法测定样品的比表面积和孔隙分布;利用透射电子显微镜(TEM)对样品的微观结构、形貌进行表征;根据光声光谱(PAS)、表面光电压谱(SPS)和电场诱导SPS(EFISPS)的检测结果,研究样品的光激发电荷转移跃迁特性。结果表明:镧掺杂可以有效抑制锐钛矿晶粒的生长,在控制锐钛矿向金红石相转变的同时,明显提高二氧化钛样品表面光伏响应强度;以3.0gPEG为模板剂,煅烧温度为500℃时制得样品为蠕虫状介孔结构,与其它模板剂相比,该样品具有较大的比表面积和较强的表面光伏响应;EFISPS检测发现,掺镧介孔纳米晶TiO2样品在波长为375和400 nm处诱导出的表面光伏响应峰分别对应两个性质完全不同的表面态与能带之间电荷转移跃迁;研究证实,光声与表面光伏响应之间存在能量互补关系;实验结果发现,复合模板剂对样品表面光伏特性有明显影响;当PEG与CTAB或与ODA的摩尔比均为1:1时,样品具有较强的表面光伏特性。
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