V掺杂TiO_2纳米管阵列的制备及光催化研究.pdfVIP

锨 李于 斟 2012年第11期(43)卷 V掺杂 TiO2纳米管阵列的制备及光催化研究 徐宝龙 ，张启富 ，张晓君 ，孙海燕 ，都有为。 (1．烟台大学 光 电信息科学与技术学院，功能材料研究中心，山东 烟台 264005； 2．烟台大学 环境与材料工程学院，山东 烟台264005； 3．南京大学 固体微结构国家重点实验室，江苏 南京 210093) 摘 要： 以钒钛合金为原料 ，应用阳极氧化法制备 出 导体改性的有效方法之一[16-263。通过掺杂可见光响应 高度致密、有序 的V掺杂 TiO 纳米管阵列。应用扫 掺杂剂金属钒降低 TiO 的禁带宽度 ，从而拓宽光谱响 描 电镜 (SEM)和粉末 X光衍射仪 (XRD)表征分析纳 应 。本文以钛合金为原材料，应用电解 阳极氧化法并 米管阵列的形貌和结构 ，结果表 明在浓度不同的HF 通过调整电解液浓度制备 出纳米管管径和可控 的V 电解液下制备 出径 向不 同的纳米管 阵列，电解液浓度 掺杂 TiO。纳米管阵列 ，该法可以克服其它掺杂方法的 (0．5 ～1．5 (质量分数))，管径变化 (39．7～72．7 缺点，具有掺杂 V均匀 的特性 。以亚甲基蓝为模拟污 nm)。在 室温、可见光照射条件下，以 10mg／L的亚甲 染物，在可见光的照射下，研究了V掺杂 TiO 纳米管 基蓝溶液为模拟污染物进行光催化降解试验，研 究了 的光催化效果 。 其光催化性能。结果显示 V掺杂TiO 纳米管阵列光 催化性能优 于纯TiO 纳米管，且在 HF电解液浓度为 2 实 验 1．0 (质量分数)时制备 出来的TiO 纳米管光催化降 2．1 TiO 纳米管的制备 解有机毒物性能最佳。 2．1．1 实验试剂 关键词 ： TiO 纳米管阵列；阳极氧化法；V掺杂 ；光 无水 乙醇 (AR)，丙酮 (AR)，磷酸 (AR)，双氧水 催化 (AR)，硫酸钠 (AR)，亚甲基蓝 (AR)，氢氟酸 (AR)，氟 中图分类号： TB332；TB321；TB34 文献标识码 ：A 文章编号 ：1。01—9731(2012)1l一1382—04 化铵 (AR)，硝酸 (AR)，盐酸 (AR)，氢氟酸 (AR)，乙二 醇 (AR)。 1 引 言 2．1．2 TiO。纳米管制备 自从 2001年 Gong等首次报道 了阳极氧化法制 选择工业钛片 (钛含量 94．0 ，钒含量 6．0 ，其 备高度有序 、垂直生长氧化钛纳米管阵列以来 ¨1]，恒 电 中以钛含量为 99．9 钛 片作对 比实验)作为基材，将 势氧化法提供了制备巨大内表面积的高度有序、垂直 钛片剪成 (30mm ×40ram ×0．5mm)，先用 500一grade 生长的氧化钛纳米管结构。该结构的精确定 向性具有 的砂纸将其进行打磨抛光 ，然后放在丙酮溶液 中用超 优 良的界面间电荷矢量传输途径 、优秀的电荷输运和 声波清洗机清洗 5min，取出后用含有 50 酒精的蒸馏 载流子寿命特性，其在传感器 。]、染料敏化太 阳能 电 水溶液清洗 ，再在 8O℃下 ，对其进行化学表面氧化 (氧 池 、光催化裂解水制氢I5]、阳光催化还原 CO。为有