TiO2基异质结的构筑及其光催化性能研究.docx

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一、引言
环境问题一直是当前人类所面临的重大问题之一，尤其是大气和水污染问题使人们越发关注环境修复技术的研究和发展。作为一种绿色环保型材料，TiO2 的光催化降解技术日益引起人们的关注。而由于 TiO2 在光催化反应中的缺陷和限制，TiO2基异质结逐渐成为研究热点。
二、TiO2基异质结的构筑

由于 TiO2 在晶格对齐、表面结构等方面的局限性，直接使用 TiO2 在光催化降解中的效率有限。因此，将 TiO2 与其他半导体或导体构筑 TiO2基异质结，优化了 TiO2 的形貌，增强了其吸收效果。例如在晶体表面构筑 TiO2、CdS 量子点，采用上下式纵向堆积的方式形成异质结纳米柱，催化反应活性提高7倍以上。

在 TiO2 基异质结的构筑过程中，由于不同半导体或导体间的电子互相填充会产生相关的电荷传输及分离现象。因此，通过合理设计异质结的构筑来增强电子在 TiO2 表面的传输和分离，进而提高反应的活性是一种可行的方案。
三、TiO2基异质结的光催化性能研究

将 TiO2 与其他材料组成异质结后，在紫外光的照射下可以显著提高反应速率。在热处理 TiO2／SiO2/CdS 异质结光催化降解甲基橙的实验中，观察到在60 min 内溶液的颜色迅速消失，表明 TiO2基异质结在光催化反应过程中效果十分显著。

TiO2基异质结具有较好的光生电化学性质，在阳极或阴极上都可以通过光吸收说产生对应的电极化学反应。此外，电化学阻抗谱表明在太阳光照射下，TiO2／BiVO4 异质结的电子传递速率比单独使用 BiVO4 时增加了5倍以上。
四、结论
综上，TiO2基异质结构筑是一种优化 TiO2 光催化降解技术的有效途径。未来的研究方向应当注重异质结的构筑方式和效果的进一步提升，同时发掘 TiO2 基异质结在光生电化学反应中的应用价值。