SnO2TiO2复合纳米纤维的制备和光催化性能.pdf

V01．32 高等学校化学学报 No．4 CHEMICALOFCHINESEUNIVERSITIES 822～827 2011年4月 JOURNAL Sn02／Ti02复合纳米纤维的制备 及光催化性能 李跃军1”，曹铁平1，一，王长华1，邵长路1 (1．东北师范大学先进光电子功能材料研究中心，长春130024； 2．白城师范学院化学系，自城137000) 摘要采用静电纺丝技术，以聚乙烯吡咯烷酮和钛酸正丁酯为前驱体，制得锐钛矿相TiO：纳米纤维，并以 此为模板，采用水热方法制备了具有异质结构的SnO：／TiO：复合纳米纤维．利用扫描电子显微镜(SEM)、x 射线能量色散光谱(EDS)、透射电子显微镜(TEM)和x射线衍射(XRD)等分析测试手段对产物形貌和结构 进行了表征．结果表明，SnO：纳米粒子均匀地生长在TiO：纳米纤维表面，形成了异质结构的SnO：／TiO：复 合纳米纤维．通过改变反应物浓度，能有效地实现SnO：／TiO：复合纳米纤维的可控合成．以罗丹明B为模拟 污染物，考察了SnO：／TiO：复合纳米纤维的光催化性能，结果表明，该复合纳米纤维的光催化活性明显高于 纯TiO：纳米纤维，初步探讨了光催化反应机理． 关键词SnO：／TiO：复合纳米纤维；静电纺丝技术；水热方法；可控合成；光催化性能 中图分类号0643 文献标识码A 文章编号0251-0790(2011)04-0822-06 半导体TiO：光催化剂因具有无毒、化学性质稳定、难溶、可长期抗光腐蚀和化学腐蚀等优点，在 降解有机污染物的研究中受到了越来越多的关注¨。J．但TiO：被用作光催化剂面临两大关键问题，一 是带隙较宽(3．0～3．2 ev)，只能吸收波长小于387am的光子，而到达地球表面的紫外光辐射只占太 阳辐射到地球上的光谱的4％左右Hjl；二是量子产率低，载流子发生复合几率大，光催化效率低，因 此大大阻碍了TiO：的应用旧’7|．为充分利用绿色无污染的太阳能，提高TiO：的光催化活性，需对其进 行改性，并研究新型多功能的光催化剂．目前，采用多种技术对TiO：进行掺杂或表面改性已有报 道L8川J，如在TiO：表面进行贵金属沉积、过渡金属离子掺杂、染料敏化及复合半导体修饰等，其中半 导体复合是一种有效的方法．利用能隙不同但又相近的两种半导体的复合，不仅可以使光生载流子在 不同能级半导体之间输运，而且还能得到有效分离，延长载流子寿命，提高量子效率，从而提高催化 12,13]． 剂的光催化活性o SnO：是典型的n型半导体，带隙为3．5～3．6eV【14]，与TiO：能级匹配．将SnO：与TiO：进行复 合，使TiO：表面的光生电子向SnO：转移，不仅可以提高其光生电子和空穴的分离效果，而且会减少 J． · 复合几率，从而大大提高光催化活性¨5’16 本文以静电纺丝技术制备的纯锐钛矿相TiO：纳米纤维为模板，利用水热法对纤维表面进行修饰， 制备了具有异质结构和较高光催化活性的SnO：／TiO：复合纳米纤维． 1 实验部分 1．1试剂与仪器 化学品有限公司)，无水乙醇、氢氧化钠和冰醋酸(分析纯，北京化工厂)，二次蒸馏水(自制)． 收稿日期：2010-08-20． 联系人简介：邵长路，男，博士，教授，博士生导师，主要从事功能纳米材料和无机微孔材料研究．E-mai：chhao@nenu．edu．cn 万方数据 丰＆；等-SnO：／Ti吐复§**#镕∞m§Ⅱt镕*H№ D／max2500VPC [[imehi$-570扣描电于显微镜(SEM．El本日立公司)；RigakuX射线衙射仪 (XRD，日本理光公司)；JEM·2010透射电子显礅镜(TEM，日奉JEOL公司)；cHw500紫井可见近红