二氧化钛/氧化钨质量比对光催化活性的影响

二氧化钛纳米片和氧化钨复合材料的质量比为 90:10与95：5 的异质结有着不同的光化学催化活性。质量比为 90:10的异质结光电流密度为 2.6 µA，远低于质量比为95:5的异质结。也就是说二氧化钛/氧化钨异质结中氧化钨的含量并不是越高越好。

究其原因可能是随着氧化钨含量的增加，氧化钨会形成新的复合中心，促进光生电子和空穴的复合，降低光催化活性。发现二氧化钛/氧化钨异质结具有优良的光催化性能。二氧化钛/氧化钨异质结的纳米片层堆叠结构为光生电子和空穴提供了更多的通道。二氧化钛/氧化钨异质结构可有效的分离光生电子-空穴对。二氧化钛的能带和价带分别为-0.29 e V 和 2.91 e V，而氧化钨的导带和价带分别为1.26 e V 和 3.51 e V，两者形成 Type-Ⅱ型异质结构。和其他半导体光催化材料一样，在光照下，当二氧化钛和氧化钨吸收的能量大于其带隙时，价带上的电子受激发跃迁到导带上，形成光生电子；而价带上则形成空穴，这样便形成光生电子-空穴对。

在二氧化钛/氧化钨异质结构中，由于二氧化钛和氧化钨带隙的良好匹配，二氧化钛导带上的光生电子很容易地传输到氧化钨的导带上；同样地，氧化钨价带上的空穴则很容易地传输到二氧化钛的价带上。这样就极大地提高了光生电子和空穴的有效分离，降低了光生电子-空穴对的复合，使得更多的光生电子和空穴参与到光催化反应中，最终光催化性能得到显著地改善。

• < 上页
• 下页 >