氮掺杂二氧化钛纳米管的制备及表征

• 作者: 于晓龙 刘钟馨 吕作凤 张理元 曹阳
• 来源期刊: 稀有金属
• 学科: 化学
• 关键词: 阳极氧化 二氧化钛纳米管 氮掺杂 光催化性能
• 年，卷（期）: 2011,（4）
• 所属期刊栏目: 研究论文
• 页码范围: 504-509
• 分类号: O614
• 字数: 4046字
• 语种: 中文
• DOI: 10.3969/j.issn.0258-7076.2011.04.006

摘要

采用阳极氧化法在纯钛表面制备了二氧化钛纳米管阵列薄膜,在热处理的过程中利用浓氨水的挥发提供氨气氛进行掺N.采用场发射扫描电镜(FESEM)、X射线衍射物相分析(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis)对样品进行了表征.结果表明,制得的二氧化钛纳米管管径为70～80nm,壁厚为5～10 nm,管长为400～500nm;N元素成功进入晶格,含量为0.68%;400℃热处理的未掺杂、N掺杂二氧化钛分别为纯锐钛矿相、锐钛矿和金红石混相.相比未掺杂的二氧化钛纳米管,N掺杂的二氧化钛纳米管在可见光区表现出更强的吸收.以甲基橙为模拟污染物,采用分光光度计研究了N掺杂、甲基橙初始浓度、pH值对光催化性能的影响.结果显示,甲基橙的光降解过程符合一级动力学过程,经过150 min的光催化实验,N的掺杂使二氧化钛纳米管的光催化性能提高了11.1%,甲基橙的最佳初始浓度为20 mg·L(-1),最佳pH值为1.