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现如今,能源匮乏和环境污染成为威胁我们生存和发展的两大问题。二氧化钛(TiO2)作为一种优秀的半导体材料,在太阳能,生物医学,治理污水,以及净化空气等领域都有很大潜力。但是TiO2的禁带宽度(3.2eV)较宽,只对紫外光响应,而紫外光只占太阳光的4%;而且TiO2受光激发产生的电子空穴对极易复合,这两方面的缺点限制了TiO2的应用。有研究表明使用特殊形貌的TiO2及对TiO2进行掺杂改性可以解决以上两个问题。本文以钛片为基底,采用磁控溅射和阳极氧化结合的方法制备TiO2纳米管,研究了氮掺杂、银氮共掺杂对TiO2纳米管的影响。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、能谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)、X射线光电子能谱(XPS)及紫外-可见光分光光度计(UV-vis)对掺杂前后的TiO2纳米管进行了结构,形貌和光学性能的分析,并以甲基橙做为有机污染物在可见光下进行光降解模拟。主要研究结果如下:对经450oC热处理后的纯TiO2纳米管进行XRD分析得出TiO2纳米管由锐钛矿相组成。SEM和EDS结果表明所制备的TiO2纳米管独立生长,管口没有塌陷;纳米管管长约为2μm,管径约为40nm,管壁约为15nm。对TiO2进行了N掺杂,探究了不同N掺杂量对TiO2纳米管光催化性能的影响。结果表明N掺杂对TiO2纳米管其形貌和结构没有明显影响。N掺杂TiO2纳米管与纯TiO2纳米管的相比,可见光的吸收带发生红移,吸收强度增强,光催化性能也有明显提高;其光吸收与光催化性能都随着Ar2和N2的体积流量比的增大而呈现先增强后减弱的趋势,在Ar2和N2的体积流量比为70:1时可见光吸收及光催化性能最强,甲基橙的降解率达到47%。这是由于N掺杂形成中间能级,促进了电子跃迁,同时能级上的空穴更易与表面的羟基结合形成羟基自由基,提高了光催化性能。本文还对Ag、N共掺杂TiO2纳米管进行了研究,并探究了不同Ag含量对Ag、N共掺杂TiO2纳米管光催化性能的影响。结果表明Ag、N共掺杂对TiO2纳米管的形貌没有明显影响;Ag的掺入促进了TiO2相变,其晶型为锐钛矿型和金红石型混合。Ag、N共掺杂TiO2纳米管的可见光吸收带红移,吸收强度和光催化性能均强于N掺杂TiO2纳米管和纯TiO2纳米管。且随Ag掺杂量的增多,光吸收和光催化性能均呈现出先增强后减弱的趋势;在20sAg、N共掺杂TiO2纳米管时光催化性能最强,甲基橙降解率达到63%。一方面这是由于Ag、N共掺杂能够形成杂质能级,减小TiO2禁带宽度;另一方面Ag+掺杂抑制了电子空穴对复合。