蝶翅结构多孔二氧化钛的制备与光催化性能研究 - 山东大学学报(工学版).PDF

　第４１卷　第１期 山　东　大　学　学　报　（工　学　版） ２０１１年２月　 　 　　 Ｖｏｌ．４１　 Ｎｏ．１　　 　ＪＯＵＲＮＡＬＯＦＳＨＡＮＤＯＮＧＵＮＩＶＥＲＳＩＴＹ（ＥＮＧＩＮＥＥＲＩＮＧＳＣＩＥＮＣＥ） Ｆｅｂ．２０１１　 　文章编号：１６７２３９６１（２０１１）０１００５８０４ 蝶翅结构多孔二氧化钛的制备与光催化性能研究 刘辉晖，范同祥 （上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室，上海２００２４０） 摘要：自然界天然存在的多孔结构被证明可以有效增加材料的光捕获效率。为了提高二氧化钛的光捕获效率从 而进一步提高其光催化性能，采用生物模板的浸渍－焙烧脱模法制备了具有绿带翠凤蝶典型鳞片结构的二氧化 钛（ＴｉＯ），在对其微观结构进行了表征的基础上研究了其光捕获与光催化降解结晶紫性能。研究结果表明，所制 ２ 备的二氧化钛能较好地复制了原始蝶翅的具有粗糙纹理的倒Ｖ型脊结构和纳米多孔阵列。这种具有蝶翅分级多 孔结构的二氧化钛通过对光线的反复有序的散射和折射，有效地增强了光捕获效率，进而获得了优于普通二氧化 钛的光催化性能。 关键词：二氧化钛；光催化；生物启迪；多孔结构；浸渍－焙烧脱模法 ＋ 中图分类号：ＴＱ１３４１１　　　文献标志码：Ａ ＥｎｈａｎｃｅｄｌｉｇｈｔｈａｒｖｅｓｔｉｎｇａｎｄｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆＴｉＯ ２ ａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｄｅｒｉｖｅｄｆｒｏｍｂｕｔｔｅｒｆｌｙｗｉｎｇｓ ＬＩＵＨｕｉｈｕｉ，ＦＡＮＴｏｎｇｘｉａｎｇ （ＳｔａｔｅＫｅｙＬａｂｏｆＭｅｔａｌＭａｔｒｉｘＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２００２４０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎａｔｕｒｅ’ｓｍｕｌｔｉｐｏｒｏｕｓａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｓｉｎｍｉｃｒｏａｎｄｎａｎｏｓｃａｌｅｗｅｒｅｐｒｏｖｅｄｔｏｅｎｈａｎｃｅｌｉｇｈｔｈａｒｖｅｓｔｉｎｇ．Ｉｎ ｏｒｄｅｒｔｏｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｌｉｇｈｔｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆＴｉＯ ａｎｄｉｍｐｒｏｖｅｉｔｓｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｙ，ＴｉＯ ｒｅｐｌｉｃａｓｗｉｔｈｔｈｅ ２ ２ ｗｉｎｇｓｃａｌｅａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｂｕｔｔｅｒｆｌｙＰａｐｉｌｉｏｍａａｃｋｉｉｗｅｒｅｓｙｎｔｈｅｓｉｚｅｄｂｙａｂｉｏｔｅｍｐｌａｔｅｉｍｍｅｒｓｅａｎｄｃａｌｃｉｎｅｍｅｔｈｏｄ． ＴｈｅｒｅｐｌｉｃａｓｉｎｈｅｒｉｔｅｄｆｒｏｍｔｈｅｔｅｍｐｌａｔｅｂｏｔｈｔｈｅｉｎｖｅｒｓｅｄＶｓｈａｐｅｄｒｉｄｇｅｓａｎｄｔｈｅｎａｎｏｐｏｒｅａｒｒａｙｓｗｏｒｋｅｄｔｏｇｅｔｈｅｒａｎｄ ｃｏｕｌｄｅｎｈａｎｃｅｔｈｅｌｉｇｈｔｈａｒｖｅｓｔｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｂｙｍａｋｉｎｇａｎｏｒｄｅｒｅｄｓｃａｔｔｅｒｉｎｇａｎｄｒｅｆｒａｃｔｉｏｎｐａｔｈｗａｙｆｏｒｔｈｅｉｎｃｉｄｅｎｔ ｌｉｇｈｔ．ＴｈｅｐｈｏｔｏｃａｔａｌｙｔｉｃｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｗｉｎｇａｒｃｈｉｔｅｃｔｕｒｅＴｉＯ ｒｅｐｌｉｃａｓｗｅｒｅｔｅｓｔｅｄ，ａｎｄｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄａｎｏｂｖｉｏｕｓ ２ ｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔｃｏｍｐａｒｅｄｔｏｎｏｒｍａｌＴｉＯ ｐａｒｔｉｃｌｅｓ．