TiO2纳米线的水热法制备及表征
2021-09-09张晓明
绿色科技 2021年16期
海 霞,张晓明,邹 斌
(中央民族大学 理学院,北京 100081)
1 引言
纳米TiO2作为一种常用的化工材料[1],具有半导体特性[2]、化学稳定性[3]、超亲水性、光催化活性[4]、热稳定性[5]、抗氧性、多孔性等优良性能,已经广泛应用于自清洁、空气净化、废水处理等方面[6],此外,纳米TiO2还具有表面效应、小尺寸效应等纳米颗粒的特点,其光催化性能也十分优越,因此被用作光催化剂用来进行有机污染物的的降解。但在实际研究过程中,发现TiO2中载流子的扩散路径较长且载流子之间容易直接复合,限制了纳米TiO2光电转换效率的提升。而且TiO2本身禁带宽度较大( 3.0~3.2 eV) ,所以限制了其对太阳光吸收的范围,因此其催化活性有待提升[7]。因此提高纳米TiO2对光的吸收范围,加速光生电子的发生从而提高纳米TiO2光电转换效率便十分重要的探究方向。为了提高纳米TiO2光电转换效率而对纳米TiO2进行表面改性是目前较为有效的方式。而纳米线作为一种横向为纳米级尺寸,纵向却没有限制的一维结构。具有较高的电荷载流子传输效率和离子分散能力,使其具有较强的电荷收集效率,减少了光电子的损失[8]。目前TiO2纳米线的光催化降解特性还处于研究阶段,制备TiO2纳米线的方式有很多,主要分物理法和化学法,物理法主要包括磁控溅射、球磨法,而化学发以气相-液相沉积、溶胶凝胶发、水热法为主。由于水热法具有:能够以单一步骤完成产物的形成与晶化,流程简单;能够控制产物配比;制备单一相材料;成本相对较低;……
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