TiO2,ZnO及其復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重的危害,半導體光催化由于其特殊的優(yōu)勢成為解決環(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TiO2,ZnO及其復合材料的光電性能與光催化性能研究,獲得材料成分、微結構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計和篩選提供一些原則。
　　通過TiO2/ZnO復合材料體系光電性能的檢測,獲得成分與光電性能之間的關系。對其光電導的響應分析,

2、可以獲得內(nèi)部載流子的輸運機制,有助于了解光催化的子過程。同時根據(jù)光電導的響應幅值與衰減過程得到TiO2:ZnO=1:9的成分點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,在不同的燒結溫度下處理,獲得不同的微結構。100ppm甲醛的降解實驗來表征各組樣品的光催化性能。結果表明隨著燒結溫度的升高,材料的粒徑、相組成以及氧空位濃度發(fā)生變化,導致光催化性能逐漸變差。500℃燒

3、結的TiO2具有最好的光催化性能,其反應速率常數(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應的關系。
　　對上述的不同燒結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進行測試。結果表明甲醛氣體的引入可以明顯的提升材料的光電響應幅值。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應。即比值越大,材料的光催化