TiO
2
复合薄膜的能带匹配和协同效应研究
曹艳芳,徐晓明,吴平平,韩国?/p>
*
(厦门大学化学化工学院,福建
厦门
361005
?/p>
摘要?/p>
以钛酸正丁酯?/p>
Tetrabutyl titanate
?/p>
TBOT
)和正硅酸四乙酯?/p>
Tetraethyl orthosilicate
?/p>
TEOS
?/p>
为前驱体?/p>
采用溶胶法制?/p>
TiO
2
以及
PdO
?/p>
NiO
?/p>
SnO
2
?/p>
SiO
2
分别?/p>
TiO
2
复合的溶胶,
利用浸渍提拉法在玻璃基片上制?/p>
TiO
2
?/p>
PdO
?/p>
TiO
2
?/p>
SnO
2
?/p>
TiO
2
?/p>
NiO
?/p>
TiO
2
?/p>
SnO
2
?/p>
SiO
2
?/p>
TiO
2
复合薄膜?/p>
并通过薄膜对亚甲基蓝的光降解效率研究添加不同能带结构类型的金属?/p>
化物
?/p>
MO
x
?/p>
?/p>
TiO
2
光催化性能的影响,
探索金属氧化物与
TiO
2
的能级匹配及其协同规则.
?/p>
验结果表明:
TiO
2
复合薄膜中金属氧化物的价带和导带电位都应高于
TiO
2
的价带和导带?/p>
位,?/p>
TiO
2
的价带电子易被激发迁移到金属氧化物的导带上,空穴则留?/p>
TiO
2
的价带上,这
样的能带结构匹配才能够实现电子和空穴的更有效分离?/p>
降低复合几率?/p>
从而能够较大程?/p>
地提高复合薄膜的光催化效率.
关键词:
MO
x
?/p>
TiO
2
复合薄膜;禁带宽度;光催化效?/p>
中国分类?/p>
?/p>
O 648
文献标志码:
A
1972
年,
Fujishima
[1]
首次发现半导?/p>
TiO
2
电极能够在紫外光照射下催化电解水,从而开
辟了半导体光催化这一新的领域?/p>
氧化物半导体光催化技术引起国内外学者的极大关注?/p>
?/p>
是由于从能源利用角度来看?/p>
它可以利用太阳光作为驱动力活化催化剂?/p>
驱动氧化还原反应?/p>
降解有机污染?/p>
[2-6]
,改善环境.
TiO
2
?/p>
n
型半导体,导带底跟价带顶之间有宽度为
E
g
的禁
带.如图
1
所示,当吸收光子能?/p>
hv
大于或等?/p>
E
g
时,价带电子跃迁到导带,空穴留在价带
上.导带电子是良好的还原剂,
可以将吸?/p>
TiO
2
表面?/p>
O
2
(空气或溶液中)
还原成活性氧?/p>
由基?/p>
O
2
-
·
),
O
2
-
·
继续参加光催化反应,生成羟基自由基(
HO·
)和其他强活性自由基;带
正电的空穴具有极强的氧化能力,易与吸附在
TiO
2
表面?/p>
H
2
O
和氢氧根?/p>
OH
-
)反应生成羟
基自由基
HO·
?/p>
HO·
是一种非常活泼的自由基,可以氧化多种有机物,将其氧化成无机小?/p>
子,
CO
2
?/p>
H
2
O
等.
______________?/p>
收稿日期
:2015-03-22
录用日期?/p>
2015-05-11
基金项目
:
校企合作项目
(0042-K81280)
*
通信作者:
hangb@xmu.edu.cn