ITO/TiO₂纳米管阵列复合材料的可见光催化性能

简介

光催化以其反应条件温和、能直接利用太阳能转化为化学能的优势,而备受科研人员的关注。如何拓展光谱吸收范围及阻止光生“电子–空穴”复合,是目前光催化研究领域的热点。本工作通过阳极氧化制备出非晶TiO2纳米管(TiO2NTs),利用机械液压法将熔融铟锡合金压入非晶TiO2中,得到In9.45Sn1/TiO2NTs,再经高温煅烧后得到ITO/TiO2NTs复合材料。实验对比了TiO2NTs、In9.45Sn1/TiO2NTs与ITO/TiO2NTs对去除水溶液中亚甲基蓝的光催化性能,在180 min光照下,ITO/TiO2NTs的降解效果最佳,降解效率达96.14%。利用紫外–可见漫反射光谱(UV-Vis DRS)研究了TiO2NTs、In9.45Sn1/TiO2NTs和ITO/TiO2NTs的光吸附性能,ITO/TiO2NTs的吸光度最强。结合瞬态光电流响应、光电流密度电势、电化学阻抗谱和Mott-Schottky测试结果可知,ITO/TiO2NTs比TiO2NTs具有更高的电荷转移能力和供体密度,抑制了空穴和电子的复合,从而增强光电化学性能。经过五次循环后,ITO/TiO2NTs的降解效率保持在90.28%。自由基捕获实验结果表明,•O2–和•OH是光催化降解的主要活性物质。