納米TiO2復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)及光學(xué)性質(zhì)研究.pdf

1、TiO2是一種重要的無機(jī)半導(dǎo)體材料，其成本低廉，性能穩(wěn)定，無毒，適用環(huán)境廣泛，在光催化劑、超聲波催化劑等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。然而，純TiO2的禁帶寬度大，電子和空穴有很高的復(fù)合幾率，太陽能的利用率和光催化效率均比較低。將TiO2與ZnO和MoS2材料復(fù)合，有望提高材料對可見光的吸收，使光生電子空穴對能夠有效地分離。本文以ZnO-MoS2-TiO2納米復(fù)合材料為主要研究對象，對納米復(fù)合材料的制備方法、微結(jié)構(gòu)、光致發(fā)光、光吸收等性質(zhì)進(jìn)行

2、了系統(tǒng)的研究，主要的研究工作及成果如下：
　　(1)采用水熱法制備獲得了以ZnO納米棒為芯，以MoS2為殼層的ZnO-MoS2納米復(fù)合材料，研究了MoS2制備溫度對樣品形貌、晶體結(jié)構(gòu)、光吸收和光致發(fā)光性質(zhì)的影響。ZnO與MoS2復(fù)合后，其對可見光的吸收增強(qiáng)，紫外光激發(fā)下的光致發(fā)光強(qiáng)度減弱，在可見光激發(fā)下，部分樣品的光致發(fā)光強(qiáng)度隨激發(fā)功率的增加出現(xiàn)飽和現(xiàn)象。對光致發(fā)光的機(jī)制進(jìn)行了討論，初步認(rèn)為缺陷、光生電子空穴對在界面處的分離、樣品

3、的溫度等對光致發(fā)光有重要作用。
　　(2)采用溶膠凝膠法在ZnO納米棒、ZnO-MoS2納米復(fù)合材料上生長TiO2涂層，獲得了ZnO-TiO2、ZnO-MoS2-TiO2納米復(fù)合材料樣品，研究了其形貌、成分、微結(jié)構(gòu)、光吸收和光致發(fā)光性質(zhì)。與ZnO-MoS2相比，ZnO-MoS2-TiO2納米復(fù)合材料樣品的光致發(fā)光強(qiáng)度增強(qiáng)，其原因可能是電子空穴對在TiO2和MoS2交界處的分離出現(xiàn)了空間電荷區(qū)，抑制了電子空穴對在ZnO與MoS2界面