提高紫外可見(jiàn)光的光催化活性的ag2otio2納米異質(zhì)結(jié)構(gòu)畢業(yè)論文(編輯修改稿)
2025-07-17 06:13 本頁(yè)面
【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 穩(wěn)定，即使在超聲波處理時(shí)也不會(huì)脫落。氧化銀納米粒子緊密耦合在二氧化鈦 納米帶的表面形成Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)（圖3c），使兩相間的電子傳遞更順利。通過(guò)測(cè)量晶格條紋，與圖3d中銳鈦型二氧化鈦晶面和氧化銀晶面相一致。這些結(jié)果暗示，所制備的樣本是一種由氧化銀納米粒子和二氧化鈦納米帶組成的結(jié)晶良好的納米級(jí)異質(zhì)結(jié)構(gòu)。圖4 評(píng)價(jià)Ag2O/TiO2納米帶的光催化降解性能，我們檢測(cè)在紫外光照射下水中甲基橙的分解作為時(shí)間的函數(shù)（圖4），作為對(duì)比，分解OVER二氧化鈦納米帶和氧化銀納米粒子在相同的實(shí)驗(yàn)條件下進(jìn)行。如圖4所示，Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化劑在甲基橙的分解中在紫外光的照射下表現(xiàn)出高活性，隨著光照時(shí)間的增加，甲基橙染料的分解進(jìn)展穩(wěn)定并在在紫外光照射下24分鐘后完成。Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化劑的分解活性比二氧化鈦納米帶和氧化銀納米粒子的分解活性要高。經(jīng)相同的試驗(yàn)時(shí)間，相應(yīng)的分解率分別只有Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化劑的20%和25%，經(jīng)一階線性組合，Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)催化劑對(duì)甲基橙的降解率（）比二氧化鈦納米帶樣本的降解速率（）要快五倍。盡管氧化銀納米粒子和二氧化鈦納米帶的光催化活性非常慢，但因?yàn)檠趸y和二氧化鈦間生成的異質(zhì)結(jié)構(gòu)，兩者形成的復(fù)合物的光催化活性能有很大程度上的提高。圖5 對(duì)半導(dǎo)體材料而言，光致發(fā)光譜與光生電子和空穴的轉(zhuǎn)移性能有關(guān)。所以光致發(fā)光譜可以反映光誘導(dǎo)截流子的分離與重組。圖5是二氧化鈦納米帶和Ag2O/TiO2樣本的光致發(fā)光譜，激發(fā)波長(zhǎng)為380納米。純二氧化鈦納米帶大約在438納米處具有強(qiáng)的發(fā)射峰。二氧化鈦納米帶的光致發(fā)光強(qiáng)度歲氧化銀的添加而增強(qiáng)。這是因?yàn)?，氧化銀納米粒子淀積在二氧化鈦納米帶表面充當(dāng)電子陷阱以捕獲光誘發(fā)電子，并抑制電子空穴對(duì)的重組。光致發(fā)光譜的結(jié)果與紫外光照射下Ag2O/TiO2納米帶異質(zhì)結(jié)構(gòu)光催化活性的增強(qiáng)是一致的。同時(shí)，圖譜b在409納米處的波峰是激發(fā)波長(zhǎng)為380納米的氧化銀的發(fā)射峰。圖6圖7 圖6是顯示出高光降解性能、具有廣闊重量比的 Ag2O/TiO2樣本的圖譜，圖7是相應(yīng)的掃描電鏡圖像。隨著Ag2O/TiO2重量比的增加，二氧化鈦納米帶表面氧化銀納米粒子的總數(shù)不斷增加，光降解性能也相應(yīng)地隨之增強(qiáng)，很強(qiáng)的Ag2O/TiO2質(zhì)量比情況除外。重量比小于6:1情況下，二氧化鈦納米帶表面的一些氧化銀納米粒子能被觀測(cè)到，此時(shí)的光降解效率較低。重量比是8:1情況下，盡管比純二氧化鈦納米帶的光降解效率要高（25%），但24分鐘的光照射，光降解效率也只有 75%。圖像7a是在相應(yīng)的8：1的重量比下Ag2O/TiO2納米帶掃描電鏡圖像。從重量比6：1到1：6，Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)樣本在24分鐘紫外光照射下徹底分解20毫升甲基橙溶液，得到的結(jié)果說(shuō)明，廣泛重量比的Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)容易生成氧化銀納米粒子和二氧化鈦納米帶的界面，該界面有益于電子的傳送。重量比大于1:6，高重量比氧化銀的Ag2O/TiO2樣本光降解效率，這是因?yàn)槎趸伡{米帶表面涂布了太多的氧化銀納米粒子，作為光催化劑的二氧化鈦納米帶沒(méi)有吸收足量的紫外輻射光。該結(jié)果在重量比在1:8時(shí)Ag2O/TiO2掃描電鏡圖像（圖7b)得到證明。圖7b中，二氧化鈦納米帶被氧化銀納米粒子囊裹，同時(shí)由于大量氧化銀納米粒子的存在，也能觀察到游離的粒子。圖8 二氧化鈦納米帶、Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)和氧化銀納米粒子的可見(jiàn)光光催化活性同樣可以通過(guò)可見(jiàn)光照射下光催化降解甲基橙溶液來(lái)評(píng)價(jià)，如圖8所示。二氧化鈦因?yàn)橛写蟮膸赌埽ㄤJ鈦型、），其光催化作用只能在大約400nm的較短波情況下進(jìn)行。因此，可見(jiàn)光照射下二氧化鈦納米帶的光催化性能低，24分鐘可見(jiàn)光照射后降解甲基橙溶液率只有9%。令人驚訝的是，我們發(fā)現(xiàn)純氧化銀納米粒子具有很好的光催化活性，24分鐘可見(jiàn)光照射后降解甲基橙溶液率為74%，Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)的光催化活性比純氧化銀納米粒子稍好，相應(yīng)的降解效率為80%。因?yàn)锳g2O/TiO2復(fù)合光催化劑在重量比為1:1情況下重量只有氧化銀粒子的一半。對(duì)比純氧化銀納米粒子，Ag2O/TiO2異質(zhì)結(jié)構(gòu)在可見(jiàn)光下的光催化活性明顯提高。所以，在二氧化鈦納米帶和氧化銀納米粒子中，存在協(xié)同功能，可能是由于兩者之間的異質(zhì)結(jié)構(gòu)效應(yīng)。圖9 圖9是不同樣本的紫外
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