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题目:硫属化合物半导体复合二氧化钛纳米材料的制备与表征

关键词:TiO2;硫属化合物半导体;水热法;光电转换

  摘要

在光电转换或光催化领域,TiO2具有广泛的应用,但由于其带隙过宽的原因,在可见光的范围内几乎没有利用,而复合了硫属化合物半导体后有望产生较为明显的改观。本文采用水热合成方法,合成了在一定尺度内分部均匀的硫化物-TiO2和硒化物-TiO2复合纳米材料,包括TiO2-MS (M = Cd, Zn)复合纳米线,TiO2-MSe (M = Cd, Pb)复合纳米线,CdSePbSe-TiO2复合纳米线(Pb与Cd的摩尔比分别为1:2,1:1,2:1),并通过XRD、TEM、SEM、UV-Vis、EDS等手段对材料进行了表征和分析。同时对产物分别进行了光催化降解和光电转换的研究。在合成硫化物-TiO2的研究结果表明,相比较于纯TiO2,CdS-TiO2、ZnS-TiO2复合纳米线的紫外可见吸收边缘均发生红移,进而通过光催化降解亚甲基蓝的实验验证,CdS-TiO2、ZnS-TiO2复合纳米线的光催化降解能力要优于纯TiO2纳米线。在制备硒化物-TiO2复合纳米线的第三步加入硒代亚硫酸钠溶液的同时加入巯基乙酸(表面活性剂),这样可以使硒化物纳米粒子的粒径有很大程度的减小。对硒化物-TiO2复合纳米线产物进行了紫外可见吸收光谱的表征,初步判定CdSe-TiO2、PbSe-TiO2复合纳米线以及CdSePbSe-TiO2复合纳米线的光响应范围能要远远大于纯TiO2纳米线。对纯TiO2纳米线、CdSe-TiO2复合纳米线、PbSe-TiO2复合纳米线、CdSePbSe-TiO2复合纳米线(Pb与Cd的摩尔比分别为1:2,1:1,2:1)这六种样品进行初步的光电转换的研究,在固定激发光波长(555nm)下,CdSePbSe-TiO2复合纳米线(Pb与Cd的摩尔比1:1)的样品的光电转换效率最高,达到8.5%。