晶面择优取向TiO2纳米管的可控制备及光电催化性能研究

持久性有机污染物(POPs)的消除一直是环境科学与技术领域的难点课题。半导体光催化技术是消除POPs最具应用前景的手段之一，而进一步提高量子效率是该技术能否实际应用的关键因素之一。不同晶面择优取向半导体原子排列及配位数的差异可导致其能带位置发生相应的改变，通过从原子水平上调控半导体的晶面取向可以控制光致电子-空穴对的复合几率及提高量子效率。本研究拟采用低温液相化学反应沉积法制备晶面择优取向氧化钛纳米管阵列，并施以外加弱电场，进一步降低光致电子-空穴对的复合，从而达到提高量子效率的目的。同时，利用EPR等波谱手段研究光致电子-空穴对的分离和复合，界面电荷转移和与分子氧及POPs底物分子的作用机制，了解晶面择优取向纳米管阵列利用分子氧光电催化降解POPs的影响因素及规律。本研究将为半导体光催化技术量子效率的显著提高提供一种新的方法，促进半导体光催化技术向实用化方向发展。