B和Ru共改性对TiO₂纳米管阵列的结构和光催化性能的影响

王竹梅，朱晓玲，李月明，廖润华，沈宗洋，左建林

景德镇陶瓷大学中国轻工业功能陶瓷材料重点实验室江西省能量存储与转换陶瓷材料工程实验室

摘 要：采用阳极氧化法制备TiO₂纳米管（TNTs）,在电解液中添加NaBF4制备B改性的TiO₂纳米管（B/TNTs）,用湿浸渍法在TNTs和B/TNTs表面进行Ru改性制备了Ru/TNTs和Ru/B/TNTs。使用扫描电镜（FE-SEM）、能谱仪（EDS）、X射线衍射（XRD）、紫外-可见漫反射光谱（UV-Vis DRS）以及X射线光电子能谱（XPS）等手段对样品进行表征,以亚甲基蓝（MB）的光催化降解为目标反应评价样品的光催化活性。结果表明:掺入B/TNTs和Ru/B/TNTs样品中的B在TiO₂晶格中形成B-O-Ti键;Ru/TNTs样品中的Ru以RuO₂形式负载在Ti O2纳米管表面;Ru/B/TNTs样品中的Ru少量进入TiO₂晶格其余的负载在纳米管表面,大部分以Ru0形式存在,少量以RuO₂形式存在。B掺杂使B/TNTs纳米管表面的羟基量增加、光学带隙能减小、光吸收阈值红移,使其光催化活性大幅提高;Ru/TNTs表面负载的RuO₂并未增加TiO₂纳米管表面羟基数量但是使光学带隙能减小、光吸收阈值红移,因此其光催化活性也有很大的提高;Ru/B/TNTs表面大量的Ru0使Ru/B/TNTs表面的羟基量减少,带隙能升高,光吸收阈值蓝移,其光催化活性低于Ru/TNTs或B/TNTs,与纯纳米管的性能相当。

关键词：材料表面与界面;TiO2纳米管阵列;阳极氧化;B掺杂;钌改性;光催化活性;