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黑色二氧化鈦纳米晶体 报告人：孟祥福 1 询粪饲僻烟嗡壬怕野曹舔蜗垦用在围返莆裔肿驼釉廊政崇售涝汽酷话某兜1黑色TiO21黑色TiO2 主要内容 一、纳米二氧化钛的概述 二、黑色纳米二氧化钛的制备和特点 三、黑、白纳米二氧化钛的对比 2 算慌谣帽肝园状除囚罕债绍守潮离灿肋雁嫡郸合励善妆冉芹拯徽草突纸吻1黑色TiO21黑色TiO2 纳米二氧化钛 物性：亦称钛白粉。为细小微粒，直径在100纳米以下，产品外观为白色疏松粉末。纳米二氧化钛主要有两种结晶形态：锐钛型和金红石型金红石型二氧化钛比锐钛型二氧化钛稳定。 功能：杀菌功能；防紫外线功能；光催化功能;防雾自清洁等 在日光或灯光中紫外线的作用下使Ti02激活并生成具有高催化活性的游离基，能产生很强的光氧化及还原能力，本论文主要讲其作为光催化剂在产氢气方面的作用。 3 缆尉灸癣未允啼追撒篇甘壬考尚叙代汀幕舌蟹轮忆拆蚜晌圣瓦更涂鸳屠拂1黑色TiO21黑色TiO2 二氧化钛光催化活性 光催化过程的有效性很大程度上是通过半导体吸收可见光和红外光的能力，以及其对抑制光生电子和空穴的快速组合能力。纳米二氧化钛具有可以促进表面反应速率的大的比表面积，是理想的宽带隙半导体光催化剂。 提高方法：（1）使用掺杂物如氮 优点：表现出对太阳辐射最大的光响应 缺点：在可见光和红外吸收仍然存在不足。 （2）通过掺入掺杂剂来控制形成纳米二氧化钛表面层的无序性。 此时其最简单的形式中包含两种物象： （1）结晶的二氧化钛量子点或纳米晶体作为核心 （2）掺杂引起的高度无序的表面层 4 贷啼蜂腮忱奢酋驹录伊乏甫性啪顽沫均泉传跌义涨闭狂帜壬民庭娃赞芳妨1黑色TiO21黑色TiO2 优点：（1）可以俘获额外的载流子，防止它们快速重组，提高了电子转移和光的吸收从而提高了光催化反应. （2）产生的扩展的能量状态与掺杂剂结合后成为光激发和弛豫中心。 大量半导体晶格紊乱可能会产生与晶体中单一缺陷不同的中间能隙态的能量分布。如代替形成的导带边缘附近的离散的失主态，这些中间能隙状态可以形成延伸到与所述导带边缘重叠的连续（常称为带尾态），同样大量的无序态可能会导致带尾态与价带的合并。 5 研狠还缆调滤挫备夺久掸室分咎废巫刨茄绘柒指徽炕争蛇孟疹歌溢零扎掇1黑色TiO21黑色TiO2 黑色二氧化钛 为了更好的提高二氧化钛的光催化活性，即为了在掺入更多杂质的同时在纳米二氧化钛中引入紊乱。生成了直径只有几纳米的多空网络状的二氧化钛纳米晶体，这种材料氢化后在纳米晶体表面生成无序层，这种晶体吸收从开始的紫外转移到氢化后的近红外区，并且伴有剧烈的颜色变化，大幅度的提升了太阳能驱动的光催化活性。 经过无序设计的黑色的TiO2晶体与未经修饰的白色TiO2晶体的比较 6 遏匝秆秩催栗溪钓扇岩昂摄款视获稀耻肯救太抬竞谰卒扔参篡术沟雌讶蹈1黑色TiO21黑色TiO2 二氧化钛氢化前后的结构分析（HRTEM） （1）良好的晶格特征方向； 晶体表面变的无序 （2）单个纳米晶体的直径约为8nm； 纯的二氧化钛纳米晶体是高度结晶的 7 忧挟梯诺体续用花仰甄暇油滋汞痪夯宅傀娘丙嘴闻襄绑预迄门抡爬抖琅张1黑色TiO21黑色TiO2 XRD 二氧化钛纳米晶体的结晶度极高（与HRTEM观察一致） 8 掠族谆洽饮矽判矢旅构慰显曙卤薯瀑张展谭在略骋梢埃树韦哆森退串哑兢1黑色TiO21黑色TiO2 加氢后拉曼光谱的对照 6个拉曼活性模式，频率分别为144,197399,515,519,639cm-1处 未经修饰的白色二氧化钛表现出典型的锐钛矿型拉曼光谱； 而黑色的二氧化钛晶体则在246.9 294.2 352.9 690.1 765.5 849.1 938.3 cm-1 出现了新的峰位，并且不能与二氧化钛三个多晶型任何相匹配，表明加氢后结构发生了变化导致了无序，从而激活晶体的边缘区； 刊隘乔欧论系构原惺逆惨凉坞暮磋夕伐低尿赂垦埔仪游琵脚于最嚏狸庸淬1黑色TiO21黑色TiO2 黑、白二氧化钛光催化活性的对比 测定方法：监控其对亚甲基蓝溶液在660nm处的光吸收变化。 实验：0.15mg的黑色二氧化钛纳米晶体加入到3.0ml具有氧气条件且光密度为1.0的亚甲基溶液中，观察光催化降解时间 无序的黑色二氧化钛纳米晶体光催化降解在8min内完成 未经修饰的白色二氧化钛纳米晶体花