论文部分内容阅读
过去的20多年时间,电化学阳极氧化法制备的TiO2纳米管阵列由于其有着高度有序、比表面大、回收方便和稳定性能好等优点,因此这种方法制备的TiO2纳米管阵列被广泛的应用于光催化领域。然而,TiO2能隙(3.0-3.2eV)较宽,只能在紫外光作用下发生响应,光生电子与空穴复合率高和量子效率低,这些缺点严重制约了TiO2的广泛应用。因此,通过对TiO2纳米管阵列进行合理的改性从而促进其可见光光催化活性,对促进TiO2纳米管阵列广泛实际应用具有重要意义。在此工作中,CuInS2、CdTe及其石墨烯复合物通过电化学脉冲沉积修饰到TiO2纳米管阵列表面。修饰的TiO2纳米管阵列光催化剂用于光催化降解有机污染物2,4-D。具体研究内容如下:(1)RGO/CuInS2–TiO2纳米管阵列复合材料的制备、表征和光催化降解性能研究:通过脉冲电压电沉积方法先将CuInS2纳米粒子修饰到TiO2纳米管阵列表面上,随后再次通过脉冲电沉积法将石墨烯薄膜修饰上去制备得RGO/CuInS2–TiO2纳米管阵列复合材料,且重点考查了该复合材料的吸附性性和稳定性。光电流和光降解性能测试结果表明:与未修饰东西的TiO2纳米管阵列相比,复合材料的光生电子-空穴对的复合率更低,光谱响应范围更广、峰强度增大,RGO/CuInS2–TiO2纳米管阵列的光降解能力明显增强;此种复合材料表现出对2,4-D优异的降解。(2)石墨烯/CdTe-TiO2纳米管阵列体系:通过简单、快捷的一步脉冲电沉积法共获得石墨烯/CdTe-TiO2纳米管阵列,并表征了此复合材料的表面形貌、晶体结构、光催化降解性能,且重点考查了该复合材料对2,4-D的光降解能力。在光催化降解180min后,石墨烯/CdTe-TiO2纳米管阵列对2,4-D的降解效率达84.1%,而CdTe–TiO2纳米管阵列为42%只比纯TiO2纳米管阵列的36%高一点,但有了石墨烯薄膜共沉积后降解效果提高明显,实验结果表明石墨烯薄膜的存在对纳米粒子的分散效果明显而分布均匀的纳米粒子能更好提高材料的光催化性能,具有很高的实际应用价值。