溶胶凝胶法及其应用-

.,提高光催化性能的黑色氢化二氧化钛纳米晶,IncreasingSolarAbsorptionforPhotocatalysiswithBlackHydrogenatedTitaniumDioxideNanocrystals,.,目录,文章结构简介实验过程实验结果及其分析结论,.,一、文章结构简介,首先文章在摘要以及引言部分介绍了二氧化钛的主要用途光催化以及对水的分解，并在介绍其功用时同时也提出制约其应用的问题，即对可见光的利用率不高。因此讨论了对二氧化钛改性的一些方法，并提出了作者自己不同的改性方式氢化其次，文章在提出自己不同的改性方式之后，对传统与氢化做出了简单的对比。提出氢化的一些优势，并具体介绍了氢化的具体实验方法文章在介绍了实验方法之后，通过HRTEM，XRD,Ramanspectrascopy对改性之后的二氧化钛晶体的结构做出了探讨。并且对二氧化钛的光催化性能以及产氢性能进行了详细的实验探讨最后文章通过xps，分光光度计以及数学模型对结论进行了详细的分析，很好的证实了其结论,.,二、实验操作过程,2.1纳米二氧化钛的制作本实验主要以TTIP（异丙醇钛）、F127、H2O、C2H5OH、HCl为实验材料，按照摩尔比为TTIPF127HClH2OC2H5OH为1:0.005:0.5:15:40的比例配置前驱溶液。然后将配置好的前驱溶液在40摄氏度下保温24h，保温之后再将溶液置于110摄氏度下蒸发24小时，使溶液沉淀出粉末。再将粉末在500摄氏度下热处理6h，加热与冷却的速度均为0.3摄氏度每分钟，由此制成未改性的纳米二氧化钛晶体在纳米二氧化钛制成之后，将其置于真空室中保存1h，然后将其放入氢气分压为20bar的高压釜中，200摄氏度保持5天，从而达到对二氧化钛的改性,.,二、实验操作过程,2.2改性二氧化钛光催化性的实验方法在改性二氧化钛的光催化实验中，主要以甲基蓝为实验溶液，通过二氧化钛对甲基蓝的分解来表征二氧化钛的光催化效果。具体实验方法为：将0.15mg改性后的二氧化钛置于3.0ml的甲基蓝溶液中，并以全光谱太阳能发光器作为光源照射实验样品，并对未改性的二氧化钛采取相同的试验方法，形成对比试验组。在对比试验的同时，对改性后的二氧化钛采取8次循环实验，验证其光催化性能的重复性能,.,二、实验操作过程,2.3光解水的实验过程将改性后的纳米二氧化钛置于质量分数为百分之六的pt板上，在全光谱太阳能发生器的照射下，将其置于比例为1:1的水醇溶液之中。样品测试将往复循环20天，每天样品照射5h，在完成一次试验后，将样品采取避光处理。在实验15天后，避光处理3天，然后再实验5天，测量每天的氢气产量,.,三、实验结果与分析,3.1改性二氧化钛的结构分析在经过改性后的二氧化钛，首先从表观颜色上发生了改变。在经过xrd、HRTEM、拉曼光谱的表征后表明，在经过改性后的二氧化钛，其晶型并未发生改变，依然为锐钛型；而在高分辨率场发射电镜下表明其晶粒表面产生了无序化也正是由于表面的无序化，使其产生了一系列的性能改变。,.,三、实验结果与分析,3.1改性二氧化钛的结构分析,.,三、实验结果与分析,3.1改性二氧化钛的结构分析,.,三、实验结果与分析,3.2光催化以及光解水的分析,.,三、实验结果与分析,3.2光催化以及光解水的分析,.,三、实验结果与分析,3.3二氧化钛的XPS与光谱分析通过对改性与未改性的二氧化钛进行紫外可见光谱分析可以发现未改性的二氧化钛的禁带宽度为3.3ev，而改性后的二氧化钛的禁带宽度1ev。表明改性后的二氧化钛增大了对于可见与红外光的吸收，大大的增加了可见光的利用程度,.,三、实验结果与分析,3.3二氧化钛的XPS与光谱分析与此同时，根据XPS的数据分析，对于改性与非改性的二氧化钛而言，其价带顶分别为-0.92ev与1.26ev，结合光谱分析可以得出二氧化钛的价带与导带分布,.,三、实验结果与分析,3.3二氧化钛的XPS与光谱分析,.,三、实验结果与分析,3.3二氧化钛的XPS与光谱分析通过对样品的光谱分析，可以发现二氧化钛的内部结构发生了一定的改变，但对于氢原子的结合方式还没有