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        銀納米線_二氧化鈦復合材料的制備及其光學性能研究.pdf 63頁

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        摘 要 水污染已經成為影響人類健康和制約經濟可持續發展的環境危機之一。二氧 化鈦(TiO )作為一種優良的紫外光光催化材料,可有效去除污水中的污染染料, 2 但一般只能在紫外線下被激發利用太陽光的5% 。因此,提高其在日光下的光催 化效率可有效降低降解成本。同時由于水污染嚴重,且因一般藥物等污染物在水 體中濃度較低,急需研究開發現場快速分析檢測技術,如檢測靈敏度高的表面增 強拉曼光譜技術 (SERS ),開發性能穩定、適用性強的高靈敏度的基底是實際應 用的關鍵。 本文通過對銀納米線(Ag NW)與 TiO2 復合材料界面間的連接程度獲得對表 面增強拉曼光譜信號的影響規律,探索高敏感性和高可靠性的復合材料基底的低 成本制造方法,促進對水體痕量污染物檢測的應用。從Ag NWs 與TiO2 復合材 料制備出發,調整 TiO2 半導體的禁帶寬度,擴大光響應波長范圍以及促進光生 載流子的分離,從而提高光催化效率。使用化學法和物理法制備了兩種類型的Ag NWs/TiO 復合材料,制備的核殼結構性能穩定,基底薄膜均勻。以有機染料羅 2 丹明B 為目標降解物,采用水熱法制備了不同負載比例的Ag NW@TiO2 核殼復 合結構光催化劑,評價其可見光催化活性。結果表明:核殼結構經煅燒后為 Ag NWs 和銳鈦礦型TiO ,TiO 帶隙減小可實現可見光范圍內的激發。通過負載準 2 2 確量的TiO2 可實現最好的降解效果。不同負載量能使得Ag NW@TiO2 核殼結構 表面TiO 殼層厚度不一。添加400 μL 的TBOT 負載下的Ag NW@TiO ,能形成 2 2 單層TiO2 殼層對Ag NWs 進行包覆。即當TiO2 與Ag NWs 的摩爾比為84%時, 二者共同作用起到最好的光催化降解效果,對羅丹明B 的降解率可達82.2%,主 要活性氧化物為超氧自由基。該結構穩定性強,放置 263 天后無氧化和相變發 生。 通過研究不同機械混合方法,調節 pH ,制備出四種不同基底材料,制備的 基底均勻負載,其中J2.5 在銀線上的負載效果最好。以R6G 為目標檢測物,測 試其對分子的 SERS 敏感性,最終發現在羅丹明 6G 痕量檢測中表現出較好的 -6 表面增強拉曼光譜性能,檢測極限分別為 10 mol/L ,通過室溫下弱激光輻照處 理,提高了其敏感性,對R6G 的檢測的拉曼峰強提高4 個數量級。 關鍵詞:銀納米線/二氧化鈦,核殼結構催化劑,可見光,表面拉曼增強 1 Abstract Water pollution has become one of the environmental crises that affect human health and restrict sustainable economic development. Titanium dioxide (TiO ), as an 2 excellent ultraviolet photocatalytic material, can effectively remove pollutant dyes in sewage, but generally can only be excited under ultraviolet light to use 5% of sunlight. Therefore, improving the photocatalytic efficiency under sunlight

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