嵌硅TiO2纳米管电极的制备及光电催化性能研究

半导体光催化技术是环保领域的研究热点和前沿，如何提高量子效率是利用半导体光催化技术的关键问题。本研究首次提出通过掺杂硅化合物抑制TiO2纳米管晶体生长，以制备出小管径TiO2纳米管有序阵列。同时因在煅烧过程中可形成Ti-O-Si键而使其价带具有更高的氧化能力。主要研究内容包括嵌硅TiO2纳米管的制备方法与表征、电极制备与电化学特性研究、光电催化分解水中典型有毒有机物的机理研究。通过上述研究阐明嵌硅小管径TiO2纳米管电极的晶体微观结构、光电特性与其光电催化分解典型有毒有机物行为的关系，通过工艺优化使其光能转换率提高至13%。本研究将为半导体光催化技术在水处理中的应用以及功能纳米管半导体的构建提供理论依据，并对新能源、新材料的开发具有重要意义。