1．1 前言[29]
1．1．1半导体光催化
半导体具有光敏性，能够引发吸附物种的氧化还原反应这一现象很早就被化学家们注意到了。然而直到1972年Fujishima和Honda首次在Nature杂志上发表了关于TiO2电极上光分解水的论文，才看作一个多相光催化新时代开始的标志。从那时起，来自化学、物理、材料等领域的学者围绕太阳能的转化和储存，探索多相光催化过程的原理，致力于提高光催化效率，已有大量的研究工作报导。
根据定义，半导体具有由价带所构成的带隙，价带由一系列填满电子的轨道所构成，而导带是由一系列未填充电子的轨道所构成。当半导体近表面在受到能量大于其带隙能量的光辐射时，价带中的电子会受到激发跃迁到导带。由于在半导体中存在着能隙，所激发的电子的驰豫过程比起金属中的激发电子要慢得多，这样光的激发即可在半导体中产生电子－空穴对，其中，电子居于较高的能量状态，并可作为一个还原剂，而价带中的空穴则具有较高的氧化电势，只要这些电荷载流子具有足够的寿命，即它们能够被吸附的反应物所捕获，分别进行氧化或还原反应，而不是复合，就有可能被用来作为光催化反应的催化剂。然而，并不是所有的半导体都可以作为光催化剂来使用。一个半导体必须要具有合适的禁带宽度和导带电位，首先是禁带宽度必须位于太阳光谱的能量范围 之内，当受到光照时，才能吸收光能形成禁带激发，导致产生光氧化还原反应所必须的电子空穴对。其次，每个半导体导带边与价带边的位置又决定了各个半导体对反应物表现出的氧化还原能力。以水为例，可将半导体分为三类：一是氧化还原型，如TiO2、SrTiO3、CdS等，它们至少在理论上表现出受光照射能同时放氧放氢的特性，二是还原型，其导带边高于H+/H2的氧化还原电位，因而能够使水还原放氢，如CdTe、CdSe和Si等，三是氧化型，其价带边低于O2/H2O的氧化还原电位，能使水光催化氧化放氧，如WO3、Fe2O3、MoS2等。半导体光催化活性的大小主要依赖于半导体催化剂中载流子浓度和表面吸附质给出或接受电子的能力。
......

目 录
摘 要……………………………………………………………1
Abstract…………………………………………………………………………………..1

第一章 绪论………………………………………………………………..........2

1．1 前言………………………………………………………………………………..2
1．1．1半导体光催化………………………………………………………………………….2
1．1．2 TiO2半导体光催化研究现状…………………………………………2
1．2 TiO2的结构、性质与应用……………………………………………………………..3
1．3 TiO2的制备方法……………………………………………………………………….5
1．3．1 气相制备法……………………………………………………………………5
1．3．2 液相制备法…………………………………………………………………….6
1．4 纳米TiO2的光催化原理……………………………………………………………8
1．4．1光催化反应机理………………………………………………………………8
1．4．2 光催化活性……………………………………………………………………9
1．4．3 TiO2光催化剂的研究焦点………………………………………………………9
1．5 纳米TiO2的光电催化反应发展进程及其机理………………………………………10
1．6 本文的立题意义及主要工作………………………………………………………………11

第二章 实验部分…………………………………………………………………………….12

2．1 药品和试剂…………………………………………………………………………….12
2． 2仪器………………………………………………………………………………………12
2．3实验步骤………………………………………………………………………………..13
2．3．1溶液的配制……………………………………………………………………13
2．3．2 实验装置的设计……………………………………………………………….13
2．3．3 实验流程…………………………………………………………14
2．3．4 实验操作………………………………………………………………………15

第三章 结果与讨论………………………………………………………………..17

3．1 甲基橙吸光度峰值的测定…………………………………………………..17
3．2 甲基橙标准工作曲线的测定………………………………………………..17
3．3 不同外加偏压对甲基橙的降解……………………………………………………18
3．4 光致降解、电解、光催化、光电催化的降解效果比较…………………………19
3．5 Ti/TiO2电极的极化曲线……………………………………………………………21
3．6 通空气的效果影响………………………………………………………………22
3．7 COD标准工作曲线的测定及降解液的COD值…………………………………23
3．8 总结…………………………………………………………………………………24
参考文献……………………………..

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摘 要
本文以纯钛网为原料，采用阳极氧化法制备Ti/TiO2薄膜。并以125W紫外线高压汞灯为光源，Ti/TiO2薄膜为工作电极，石墨电极为辅助电极，饱和甘汞电极为参比电极，建立了三电极的光电催化体系，甲基橙溶液为降解对象，并对其在Ti/TiO2薄膜电极上的光电催化降解进行了研究，观察外加电压、通空气等外加因素对甲基橙降解速率的影响 。实验结果表明Ti/TiO2薄膜电极仅在光的作用下降解甲基橙的效果并不明显，但外加较小的偏压就能较大的提高甲基橙的降解速率，而通空气对光电催化的降解效率的影响也较大。