论文部分内容阅读
近几十年来，二氧化钛(TiO2)作为价格低廉的半导体由于具有无毒、在水溶液中保持长时问的稳定性、特别是具有高的催化活性等物理、化学性能而被广泛研究。但是TiO2较宽的带隙(3.2eV)和高电子-空穴复合率导致TiO2对太阳光的利用率较低，另外，粉末状的ZiO2催化剂不仅不利于回收利用，还会对环境造成二次污染。为此，科研工作者对TiO2改性做了大量的研究。采用贵金属修饰、非金属掺杂、半导体复合以及表面敏化等在内的改性手段都可以有效的提高TiO2光催化剂的催化活性和太阳光谱的响应范围。 研究了Ag/TiO2薄膜的表面增强拉曼效应(SERS)和紫外光照射的自清洁性能。用Rhodamine6G作为目标分析物，测量其拉曼强度和SERS谱。用紫外光照射薄膜来降解吸附目标分析物，从而实现再生利用。因此，Ag/TiO2既可作为可循环使用的光催化材料，又可作为可循环使用的SERS基底。 围绕TiO2纳米材料的改性和SERS模板，我们主要开展了以下工作: (1)以Ti箔为基底，采用水热腐蚀和退火的方法制备TiO2纳米带(TiO2NBs)，用连续的离子沉积法(SILAR)将Ag均匀的修饰在TiO2纳米带表面。紫外-可见吸收谱表明，Ag修饰TiO2 NBs可以将吸收边扩展到可见光范围，提高了光催化性能。光催化实验结果表明，Ag纳米颗粒修饰的TiO2 NBs的光催化性能比纯TiO2 NBs的光催化性能提高许多。以罗丹明6G为探针分子，样品Ag/TiO2 NBs可探测到10-7mol/L浓度的SERS信号，表明Ag/TiO2 NBs可作为性能优良的SERS基底。并且可同时实现光降解处理和SERS基底的回收利用功能。 (2)基于Ti片为钛源，以NaOH为前驱液，通过水热合成法、连续离子层吸附反应制备WO3和Ag共同修饰三维网状TiO2纳米线(TWS)。制备的Ag-WO3-TWS复合物将吸收边扩展到可见光部分，相比单纯的TWS其降解甲基橙溶液的效率获得大大的提高。经过10次循环实验，降解率仍然达到95.6％，表明所制备的Ag-WO3-TWS在降解污染物时显示优秀的可重复使用性。以罗丹明6G为探针分子，样品Ag/TiO2 NBs可探测到10-7mol/L浓度的SERS信号，表明Ag/TiO2 NBs可作为性能优良的SERS基底。并且可同时实现光降解处理和SERS基底的回收利用功能。 (3)基于Ti片为基底采用了二次水热合成的方法制备Bi2WO6修饰TiO2纳米带的光催化材料，X射线光电子能谱结果显示Ti-O结合能发生移动，表明生成Bi2WO6/TiO2半导体异质结结构。用甲基橙(MO)作为有机污染物，来考查Bi2WO6/TiO2复合物在模拟太阳光和可见光下的光催化性能并显示良好的循环稳定性。 (4)锐钛矿相ZiO2的{001}晶面比热力学稳定的{101}晶面表现更好的活性，用HF来调控获得{001}生长的ZiO2，用稀HNO3溶液来调节PH值获得了{200}生长的Bi2WO6，通过水热合成的方法制备Bi2WO6/TiO2复合材料。与P25相比具有更高光催化性能。