钴钛氧化物异质结的构筑及光催化性能研究
本文采用一步水热法，通过改变钴钛摩尔比和焙烧温度，得到钴钛氧化物异质结。该制备方法简单、温和、环境友好、易于操作。利用XRD、SEM和EDX、HRTEM和XPS表征所制得的产物的结构与形貌，通过氮气低温吸脱附表征对异质结的比表面积、孔容、孔径等进行了分析，结果表明当钴钛摩尔比是2∶3，焙烧温度为400℃时，我们制备出的钴钛氧化物异质结结晶度高、钴钛元素分布均匀，比表面积最大，孔容、孔径分布合理。利用Co3O4具有的可见光吸收性能和较大比表面积的特性与TiO2进行复合，形成钴钛氧化物异质结材料。对所制得的产物进行紫外-可见漫反射吸收测试，考察其对紫外光与可见光的吸收性能，结果显示所制备的钴钛氧化物异质结，具有较低的带隙，因而吸收可见光的能力较为显著。 采用该钴钛氧化物异质结，利用可见光催化降解亚甲基蓝(MB)，用以考察该异质结在可见光下催化降解有机物，实验结果表明不同钴钛摩尔比和不同焙烧温度得到的异质结在可见光下均有一定的光催化降解有机物的能力，但是降解效率有所不同，当钴钛摩尔比是2∶3，焙烧温度为400℃时，可见光光催化降解效率最高，可达到65％，与前面对其的表征结果相一致。 所制备的钴钛氧化物异质结具有良好光催化性能的原因可能是:根据二氧化钛和四氧化三钴自身的能带结构，可推断出二者形成的异质结的能带结构符合Ⅱ型异质结的特征，该类型异质结中能带发生弯曲，电子与空穴向不同的方向移动，因而有利于电子与空穴的分离，提高光催化效率。该钴钛氧化物异质结不仅吸收紫外光，而且在可见光区有较强的吸收强度，因此可有效改善对太阳光的利用效率。
钴钛氧化物异质结;水热法;光催化性能;能带结构
北京化工大学
硕士
化学
雷晓东
2015
中文
O643.36
76
2015-12-29（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）