TiO_2納米管陣列覆蓋Si薄膜光催化還原CO_2性能的研究

編號：NMJS03396

篇名：TiO_2納米管陣列覆蓋Si薄膜光催化還原CO_2性能的研究

作者：劉有松； 張斌； 朱蕾； 常曉峰； 李健生； 姬廣斌；

關鍵詞：硅； 二氧化鈦； 光催化； 還原； 甲酸； 總有機碳；

機構： 南京航空航天大學材料科學與技術學院； 南京理工大學環(huán)境與生物工程學院；

摘要： 本工作采用CVD法在陽極氧化TiO2納米管陣列膜表面沉積一層非晶Si膜,通過退火后得到晶化了的Si膜/TiO2納米管陣列的復合結構,并初步就其光催化還原CO2制備碳氫化合物的活性進行研究。拉曼光譜(Raman)、X射線衍射(XRD)、場發(fā)射掃描電鏡(FE-SEM)、高分辨透射電子顯微鏡(TEM)等微結構表征結果表明所制備的TiO2納米管陣列的厚度為270 nm左右,管直徑約為70 nm,管壁厚度約為16 nm。覆蓋的Si膜已晶化,其厚度約為300 nm。通過高效液相色譜(HPLC)及總有機碳(TOC)來檢測光催化還原液相產(chǎn)物中的甲酸及總有機碳含量,發(fā)現(xiàn)負載Si膜后的TiO2納米管陣列光催化性能有所提高,在裝有400cut濾光片氙燈照射2 h下TOC含量從21.2 mg.L-1增長到29.5 mg.L-1,表明Si與TiO2的復合可有效的提高光催化還原CO2的活性,這可能與該異質結結構可增加對光的吸收并且可降低光生空穴-電子對復合有關。光催化循環(huán)實驗表明所制得的催化劑在循環(huán)5次后仍可保持91.6%的催化活性。