納米TiO2-SiO2薄膜的制備及改性的研究進(jìn)展

胡會(huì)靜 魏添昱 陰 強(qiáng) 毛宇軒 楊國強(qiáng) 曹吉達(dá)

(東華理工大學(xué)，江西 南昌 330013)

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納米TiO2-SiO2薄膜的制備及改性的研究進(jìn)展

胡會(huì)靜 魏添昱 陰 強(qiáng)*毛宇軒 楊國強(qiáng) 曹吉達(dá)

(東華理工大學(xué)，江西 南昌 330013)

納米TiO2-SiO2薄膜是一種重要的光催化劑，國內(nèi)外關(guān)于其制備與光催化活性的研究取得了一定進(jìn)展。并且在完善改性技術(shù)，有效提高可見光響應(yīng)能力，增強(qiáng)光催化性能方面有新突破。本文綜述了納米TiO2-SiO2薄膜的結(jié)構(gòu)、改性對(duì)其光催化性能影響的最新研究進(jìn)展。同時(shí)對(duì)目前研究中存在的問題和今后的發(fā)展做出了分析與展望。

TiO2-SiO2薄膜 改性

1 引言

TiO2-SiO2是一種性能良好的光催化劑材料，不僅具有TiO2和SiO2各自的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)也通過鈦、硅協(xié)同產(chǎn)生的新的催化活性位拓展了應(yīng)用[1]。然而，目前制備的材料大多為粉末型，易于團(tuán)聚、難以循環(huán)利用，限制了其在實(shí)際中的應(yīng)用[2]。針對(duì)此問題國內(nèi)外開展了粉末固定化和薄膜化的研究工作[3，4]。相比而言，薄膜化不但具有固定催化劑的優(yōu)點(diǎn)，而且具有尺寸細(xì)化的納米材料的量子尺寸效應(yīng)、表面與界面效應(yīng)等特征，能夠提高光催化活性，因而有著理論研究和實(shí)際應(yīng)用價(jià)值[5，6]。

眾所周知，太陽光能量中，紫外線(<400nm)只占4%，而可見光(400-700nm)則占43%。TiO2-SiO2本身大的禁帶寬度限制了其可見光響應(yīng)范圍，進(jìn)而導(dǎo)致太陽光利用率低、量子產(chǎn)率低[7]。因此制備具有高量子產(chǎn)率且對(duì)可見光有快速響應(yīng)能力的改性TiO2-SiO2已成為當(dāng)前光催化劑研究的關(guān)鍵課題。近年來，國內(nèi)外學(xué)者對(duì)改性技術(shù)逐漸完善，并取得一定的成果。目前主要改性方法有元素?fù)诫s、貴金屬沉積、半導(dǎo)體復(fù)合等。

本文就納米TiO2-SiO2薄膜的制備進(jìn)行了總結(jié)，并闡明了各種改性方法對(duì)其光催化活性以及可見光響應(yīng)能力的影響，同時(shí)對(duì)該光催化技術(shù)存在的問題和發(fā)展進(jìn)行了分析與展望。

2 納米TiO2-SiO2薄膜的制備及結(jié)構(gòu)

利用不同制備方法，可制成不同結(jié)構(gòu)的薄膜式TiO2-SiO2。目前主要有混合結(jié)構(gòu)、疊層結(jié)構(gòu)及多孔結(jié)構(gòu)。……