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1、二氧化钛纳米管论文：阳极氧化法光电响应氧化亚铜铁酸锌【提示】本文仅提供摘要、关键词 、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。【摘要】论文用乙二醇作为有机电解质溶液，NH4F 作为氟离子源，利用阳极氧化法制备 TiO2 纳米管阵列，考察了不同制备工艺条件下所得到的 TiO2 纳米管阵列电极的形貌、成分、光电性能以及光催化性能。研究表明，在氧化电压为 50V，反应 30min，NH4F 浓度为 0.3wt条件下，所制备的 TiO2 纳米管阵列具有较好的光电性能及光催化性能。通过 X 射线衍射（XRD）分析，得出 TiO2 纳米管晶型随热处理温
2、度转变的情况。采用恒电位沉积方法制备了 Cu2O 修饰TiO2 纳米管阵列，并通过扫描电子显微镜（SEM） 、XRD 进行了表征。通过对其进行光电测试，确定了最佳的 Cu2O 沉积工艺：沉积时间20s、电解液中铜离子浓度 0.4mol/L。Cu2O 修饰 TiO2 纳米管阵列电极对初始浓度为 20mg/L 的罗丹明 B 溶液光电降解 120min，降解率可达到 83%，光电降解速率常数是单纯光降解的 2 倍、电降解的 200倍左右，表明光电协同催化作用明显。采用蘸镀法制备了 ZnFe2O4修饰二氧化钛纳米管阵列电极。SEM 测试表明，这种沉积方法可以有效降低 ZnFe2O4 纳米颗粒在管口的聚
3、集程度，使得 ZnFe2O4 纳米颗粒能进入管内，整个纳米管阵列不会因 ZnFe2O4 纳米颗粒的修饰而失去原有的形貌结构。对 ZnFe2O4 修饰二氧化钛纳米管阵列进行XRD 测试，图谱显示出 ZnFe2O4 的特征峰。表明有 ZnFe2O4 的存在。对选定区域进行 X 射线能谱仪分析（EDS）表明，样品中有 Zn、Fe元素的存在，并且 Zn、Fe 的原子比大约为 1:2，比例与 ZnFe2O4 分子式中的比例相符。对 ZnFe2O4 修饰二氧化钛纳米管阵列电极进行光电响应测试，结果表明在沉积电位是-0.8V（vs. SCE） 、循环 10次工艺条件下制备的 ZnFe2O4 修饰 TiO2
4、纳米管阵列电极的光电性能较好。降解罗丹明 B 的测试表明，ZnFe2O4 修饰 TiO2 纳米管阵列电极的光电降解速率常数是 0.02395min-1，是纯 TiO2 纳米管阵列电极光电降解速率常数的 67 倍，这表明在 ZnFe2O4 修饰下 TiO2 纳米管阵列电极对罗丹明 B 的光电降解更加高效。【关键词】二氧化钛纳米管；阳极氧化法；光电响应；氧化亚铜；铁酸锌；【篇名】金属氧化物修饰二氧化钛纳米管阵列的制备、表征及性能研究【目录】金属氧化物修饰二氧化钛纳米管阵列的制备、表征及性能研究 中文摘要 3-4 ABSTRACT 4 第一章 绪论 8-27 1.1 纳米材料的特性 9-11 1.1
5、.1 纳米材料的表面效应 9 1.1.2 纳米材料的小尺寸效应 9-10 1.1.3 纳米材料的量子尺寸效应 10 1.1.4 纳米材料的宏观量子隧道效应 10-11 1.2 纳米材料的制备 11-16 1.2.1 液相法 11-14 1.2.2 气相法 14-16 1.2.3 固相法 16 1.3 半导体纳米材料 16-24 1.3.1 半导体纳米材料的研究现状 16-17 1.3.2 半导体纳米材料的性质 17-21 1.3.3 TiO_2 半导体纳米材料 21-24 1.4 纳米材料的表征 24-26 1.4.1 扫描电子显微镜 24 1.4.2 透射电子显微镜 24 1.4.3 X 射
6、线能谱仪 24-25 1.4.4 X 射线衍射 25 1.4.5 红外光谱和拉曼光谱 25 1.4.6 紫外-可见光谱分析 25-26 1.5 本文的研究内容 26-27 第二章 实验原理与方法 27-34 2.1 实验所用药品与仪器 27-28 2.1.1 实验试剂 27-28 2.1.2实验仪器 28 2.2 金属氧化物修饰 TiO_2 纳米管阵列电极的制备 28-30 2.2.1 TiO_2 纳米管阵列电极的制备 28-29 2.2.2 氧化亚铜修饰 TiO_2 纳米管阵列电极的制备 29-30 2.2.3 铁酸锌修饰 TiO_2 纳米管阵列电极的制备 30 2.3 结构表征 30-31
7、 2.3.1 X 射线衍射（XRD） 30-31 2.3.2 扫描电子显微镜（SEM） 31 2.4 光电响应测试 31-32 2.5 光电催化降解罗丹明 B 水溶液实验 32-34 第三章 TiO_2 纳米管阵列的制备及研究 34-48 3.1 扫描电子显微镜表征分析（SEM） 34-36 3.2 TiO_2 纳米管阵列形成机理研究 36-39 3.3 热处理对纳米管阵列晶型的影响 39-41 3.4 光电响应测试 41-45 3.4.1 光照开路电位谱分析 41-43 3.4.2 瞬态光电流分析 43-45 3.5 TiO_2 纳米管阵列电极的光电催化性能测试 45-47 3.6 本章小结
8、 47-48 第四章 Cu_2O 修饰 TiO_2 纳米管阵列电极的制备、表征及光电性能研究 48-57 4.1 Cu_2O 的沉积机理及沉积电位的确定 48-49 4.2 Cu_2O 修饰 TiO_2 纳米管阵列电极的表征 49-51 4.2.1 SEM 形貌表征 49-50 4.2.2 XRD 成分表征 50-51 4.3 Cu_2O 修饰 TiO_2 纳米管阵列电极的光电响应测试 51-54 4.3.1 光照开路电位 51-52 4.3.2 光照瞬态电流 52-54 4.3.3 光电性能分析 54 4.4 Cu_2O 修饰 TiO_2 纳米管阵列电极光电催化性能 54-56 4.5 本章
9、小结 56-57 第五章 ZnFe_2O_4 修饰 TiO_2 纳米管阵列电极的制备、表征及性能研究 57-71 5.1 ZnFe_2O_4 修饰 TiO_2 纳米管阵列电极的制备 57-59 5.2 ZnFe_2O_4 修饰 TiO_2 纳米管阵列电极的表征 59-62 5.2.1 SEM 形貌表征 59-60 5.2.2 XRD 及能谱分析 60-62 5.3 ZnFe_2O_4 修饰 TiO_2 纳米管阵列电极光电响应测试 62-67 5.3.1 光照开路电位测试 62-64 5.3.2 光照瞬态电流测试 64-66 5.3.3 光电性能分析 66-67 5.4 ZnFe_2O_4 修饰 TiO_2 纳米管阵列电极的光电催化性能 67-68 5.5 本章小结 68-69 5.6 ZnFe_2O_4 修饰 TiO_2 纳米管阵列应用于太阳能电池的展望 69-71 第六章 结论 71-73 参考文献 73-78 发表论文和参加科研情况说明 78-79 致谢 79
