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    188宝金博页面版: PNTiO纳米纤维的制备及其光催化性能研究

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    内容提示： 《基地物理》 2015 年第 7 期1PN 结 结 TiO 2 纳米纤维的制备及其光催化性能研究薛明珠1 ，王欣鹤 2 ，李帅 3（1. 物理科学与技术学院 12 级物理学基地班，甘肃 兰州 730000；2. 物理科学与技术学院 12 级微电子班，甘肃 兰州 730000；3. 物理科学与技术学院 12 级材料化学，甘肃 兰州 730000）摘 要：采用静电纺丝法制备了 TiO 2 纳米纤维，并通过掺杂 Fe 3+ ，耦合 P25，成功地获得了 pn结 TiO 2 纳米纤维。以罗丹明 B 为降解物，测试了样品的光催化性能。研究了 Fe 3+ 的掺杂和pn 结的形成对 TiO 2 物相结构、形貌以及光催化性质的影响，为拓展 TiO 2 光催化剂在实际中的应用奠定...

    文档格式：PDF | 页数：6 | 浏览次数：14 | 上传日期：2017-04-23 11:25:53 | 文档星级：
    《基地物理》 2015 年第 7 期1PN 结 结 TiO 2 纳米纤维的制备及其光催化性能研究薛明珠1 ，王欣鹤 2 ，李帅 3（1. 物理科学与技术学院 12 级物理学基地班，甘肃 兰州 730000；2. 物理科学与技术学院 12 级微电子班，甘肃 兰州 730000；3. 物理科学与技术学院 12 级材料化学，甘肃 兰州 730000）摘 要：采用静电纺丝法制备了 TiO 2 纳米纤维，并通过掺杂 Fe 3+ ，耦合 P25，成功地获得了 pn结 TiO 2 纳米纤维。以罗丹明 B 为降解物，测试了样品的光催化性能。研究了 Fe 3+ 的掺杂和pn 结的形成对 TiO 2 物相结构、形貌以及光催化性质的影响，为拓展 TiO 2 光催化剂在实际中的应用奠定了良好的基础。关 键 词：TiO 2 ；pn 同质结；光催化；电纺丝；纳米材料1 引 言TiO 2 以其具有较高的光催化性，对大多数有机物有较高的降解性、长期的化学稳定性和价廉无毒等优点，成为了光催化技术领域的研究热点。然而，由于 TiO 2 禁带宽度约为 3.2eV[1] ，仅能吸收波长小于 380 nm 的紫外光，而紫外光在太阳光中仅占有 3%~5% [2,3] ，加上光生电子和空穴易于复合，光量子效率低，阻碍了 TiO 2 光催化材料的实际应用[2,3] 。因此，尽可能改变 TiO 2 的响应波长，缩短 TiO 2 禁带宽度，抑制光生电子和空穴的复合，从而高效的利用太阳能成为人们关注的重点[2,3] 。目前，掺杂 Al 3+ , Cr 3+ , Ni 2+ 与 Fe 3+ 使 n 型二氧化钛转变为 p 型的报道也引起了广泛关注[1,2] 。金属离子掺杂可以在半导体晶格中引入空穴位置或改变结晶度等，从而影响电子-空穴对的复合，提高对可见光的利用率[4] 。近几年来，复合半导体的研究报道也引起了极大关注，由两种不同禁带宽度的强互补性的半导体进行复合，有利于电荷分离，抑制电子-空穴对的复合，提高光量子产率，同时使响应波长红移，充分利用可见光能，扩展了对光谱的吸收范围[4,9,10,11] 。其中，pn结的研究便是其中一种，pn结中形成内建电。种频缱-空穴对的复合，提高光量子产率。然而，对于复合半导体催化剂的研究正处于起步阶段，对于该催化剂存在的巨大潜能，需要大量且更加深入的研究去探索。另外，电纺丝作为一种可制备超精细纤维的新型加工方法，引起了人们的广泛关注。电纺丝法制备的纳米纤维既具有大的比表面积，更容易分离催化剂，克服了纳米颗粒催化剂不易分离的缺点，而且电纺丝法设备简单，成本低，产物纯度高，制备工艺易控制[5,6,7,8] 。日后电纺丝技术应用于光催化剂的研究也是一重大课题，该研究的成功将节省大量的资源，提高催化效率，带来巨大的经济效益。本实验利用静电纺丝法，通过金属离子（Fe 3+ ）的掺杂，耦合P25（商用二氧化钛，平均粒径大小21 nm，锐钛矿相与金红石相质量比4:1左右），制备pn同质结TiO 2 纳米纤维，然——————基金项目：兰州大学物理基地班创新基金和兰州大学创新创业行动计划 (No.20141073001558) 资助项目。通讯作者：薛明珠（1994－），女，山东省潍坊市人，指导教师为苏庆讲师。联系方式：E-mail:xuemzh12@lzu.edu.cn，Tel.: 18393811718论文说明：本文为本期封面论文。

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