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TiO_2基有序球/孔微纳结构的制备及光催化性能研究

刘玮洁  
【摘要】: 为了解决二氧化钛光催化剂在实际应用方面光量子效率低、成本高、不可回收等问题。本论文制备了几种基于TiO_2的有序球/孔微纳结构材料并研究其光催化性能。首先采用无皂乳液聚合技术合成了单分散的聚苯乙烯微球,用垂直沉积法制备胶体模板。将模板与溶胶凝胶技术结合制备出有序二氧化钛空心微球材料,用化学镀法在PS微球表面镀银以获得有序排列的Ag/TiO_2空心微球材料。改进传统方法,采用双基底渗透法进行溶胶填充制备TiO_2反蛋白石光子晶体,在其表面镀银得到TiO_2/Ag反蛋白石光子晶体。对几种材料通过电子显微镜、X-射线衍射仪等仪器设备进行表征,研究制备条件、工艺方法对材料微观形貌的影响。通过测试材料的透射光谱等手段了解材料光学特性,通过理论计算推测材料三维有序微观结构的完整性。以甲基橙作为降解物,详细研究几种材料的光催化性能,与传统TiO_2薄膜材料和大孔材料比较,研究孔结构、有序排列结构、光子晶体等结构特征与材料光催化性能的关系,以及金属银的加入对材料光催化活性的影响。结果这些TiO_2基有序球/孔微纳结构材料都表现出优秀的光催化性能,为解决TiO_2光催化剂在实际应用中存在的问题提供了一种可能。同时也为TiO_2光催化剂的实用化提供了一些实验方面的支持。


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