紫外光诱导Ag/TiO2纳米异质结的光催化增强性能研究

"紫外诱导Ag/TiO2纳米异质结制备及光催化性能研究" 本文探讨了在水相体系中通过紫外光诱导还原法制备Ag/TiO2纳米异质结的过程及其光催化性能。首先，利用Ti(SO4)2的水解反应，在温和条件下生成了表面清洁且分散性优良的锐钛矿型TiO2纳米晶。这种TiO2纳米晶具有优异的稳定性，是构建高效光催化剂的基础。 接下来，研究者将这些TiO2纳米晶作为基体，采用紫外光诱导还原技术，成功地在它们的表面沉积了银(Ag)纳米粒子，形成了Ag/TiO2纳米异质结。通过透射电子显微镜(TEM)分析，发现这些异质结由约20~30nm长的棒状TiO2纳米晶与直径约为10nm的Ag纳米球复合而成。这种结构设计有助于增强光吸收并促进光生载流子的分离，从而提高光催化效率。 实验结果显示，所制备的Ag/TiO2纳米异质结在可见光下的光催化活性显著优于纯TiO2，对亚甲基蓝(Methylene Blue, MB)的光降解能力提高了31倍。这表明Ag/TiO2异质结在可见光区域的光催化活性得到了显著提升，具有潜在的环境净化应用价值，如水体中有机污染物的去除。 文章进一步深入讨论了紫外光诱导还原的机制。在这个过程中，紫外光的能量激发TiO2表面的电子，使其跃迁到导带，同时产生空穴。这些电子可以被Ag纳米颗粒捕获，防止其与空穴复合，延长载流子寿命，从而提高光催化效率。此外，Ag纳米颗粒的存在还能通过表面等离子体共振效应增强光的吸收，使得Ag/TiO2异质结在可见光区表现出更强的光催化活性。 这项研究揭示了通过紫外光诱导还原法在水相中合成Ag/TiO2纳米异质结的有效性，并对其优异的光催化性能进行了详细分析。这项工作对于理解和优化金属/半导体异质结的光催化性能提供了新的见解，同时也为开发更高效的光催化剂提供了理论基础和实验参考。