TiO2,ZnO及其復(fù)合材料的光電性能與光催化性能研究.pdf

1、環(huán)境問題的日益惡化給人們的健康帶來嚴(yán)重的危害,半導(dǎo)體光催化由于其特殊的優(yōu)勢(shì)成為解決環(huán)境問題的有效方式之一。然而開發(fā)出高性能的光催化劑一直以來都處于一種黑暗中摸索的狀態(tài)。本文通過對(duì)TiO2,ZnO及其復(fù)合材料的光電性能與光催化性能研究,獲得材料成分、微結(jié)構(gòu)與光電性能和光催化性能之間的聯(lián)系,期望為光催化劑的設(shè)計(jì)和篩選提供一些原則。
　　通過TiO2/ZnO復(fù)合材料體系光電性能的檢測(cè),獲得成分與光電性能之間的關(guān)系。對(duì)其光電導(dǎo)的響應(yīng)分析,

2、可以獲得內(nèi)部載流子的輸運(yùn)機(jī)制,有助于了解光催化的子過程。同時(shí)根據(jù)光電導(dǎo)的響應(yīng)幅值與衰減過程得到TiO2:ZnO=1:9的成分點(diǎn)具有最好的光電性能,可能具備較高的催化活性。
　　選擇TiO2,ZnO以及TiO2:ZnO=1:9三種材料,在不同的燒結(jié)溫度下處理,獲得不同的微結(jié)構(gòu)。100ppm甲醛的降解實(shí)驗(yàn)來表征各組樣品的光催化性能。結(jié)果表明隨著燒結(jié)溫度的升高,材料的粒徑、相組成以及氧空位濃度發(fā)生變化,導(dǎo)致光催化性能逐漸變差。500℃燒

3、結(jié)的TiO2具有最好的光催化性能,其反應(yīng)速率常數(shù)為4.3×10-2 min-1。另外,材料在空氣條件下的光電性能與光催化性能之間沒有直接對(duì)應(yīng)的關(guān)系。
　　對(duì)上述的不同燒結(jié)溫度下的三種材料在干燥空氣和50ppm甲醛氣體中的光電響應(yīng)進(jìn)行測(cè)試。結(jié)果表明甲醛氣體的引入可以明顯的提升材料的光電響應(yīng)幅值。比較材料在甲醛氣體與干燥空氣中的光電流幅值的比值(Imax-F/Imax-A),發(fā)現(xiàn)其與材料的光催化性能很好的對(duì)應(yīng)。即比值越大,材料的光催化