【摘 要】
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基于光催化的废水处理系统具有高效、简便和低成本的优点,已成为环保领域最有前途的技术。作为被公认的半导体光催化剂,二氧化钛（TiO2）拥有无毒,低成本和高稳定性等独特性能,在降解光催化污染物和光电化学太阳能电池方面发挥了卓越的作用。但由于TiO2的禁带宽度大、电子-空穴对无效复合率高,导致可见光利用率低,从而限制了TiO2在可见光光催化领域中的应用。为了提高TiO2薄膜材料在可见光范围内的光催化活性
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基于光催化的废水处理系统具有高效、简便和低成本的优点,已成为环保领域最有前途的技术。作为被公认的半导体光催化剂,二氧化钛（TiO2）拥有无毒,低成本和高稳定性等独特性能,在降解光催化污染物和光电化学太阳能电池方面发挥了卓越的作用。但由于TiO2的禁带宽度大、电子-空穴对无效复合率高,导致可见光利用率低,从而限制了TiO2在可见光光催化领域中的应用。为了提高TiO2薄膜材料在可见光范围内的光催化活性,并增加催化剂的重复使用次数,以满足基于可见光光催化的污水处理应用的要求,本文提出了利用电子束蒸发制备二氧化钛/铁酸铋（BFO）多层复合光催化结构。首先,为了确定最佳薄膜的制备参数,在不同的真空度和镀膜功率下制备了TiO2和BFO单层膜,随后在450℃-850℃下进行退火,并对结构和表面形貌等性质进行了表征。结果表明,当TiO2的退火温度为600℃,镀膜压强为5.5×10-4 Pa,功率为4.7 kW时,薄膜的纯度和结晶度最佳。而BFO共蒸发情况来讲,退火温度为550℃-650℃,镀膜压强为2.4×10-4 Pa,Bi2O3靶材的功率为4.7 kW,Fe的功率为3.5 kW时获得结晶度最好的菱形R3c结构。其次,在制备单层膜后确定的最佳参数下制备了多层TiO2/BFO和BFO/TiO2薄膜。为了有效的实验对比,总的镀膜实验条件保持不变。最后,对单层TiO2、单层BFO、双层TiO2/BFO和双层BFO/TiO2薄膜进行了可见光光催化实验。用350 W氙灯照射4小时后,它们对亚甲基蓝的降解率分别是67%、84%、87%和91%。结果表明,多层结构改善了TiO2在可见光光催化效果。电子束蒸发制备的薄膜光滑并且具有强粘附性,这在基于可见光光催化的污染处理中具有一定用途。
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