CoTiO3纳米材料气敏与光催化性能(3)

器件也普遍存在工作温度高,灵敏度不大,响应恢复时间长,缺乏低浓度探测能力,重复性差等问题,还有待进一步改善。 1.4CoTiO3光催化性能 光催化是指


器件也普遍存在工作温度高,灵敏度不大,响应恢复时间长,缺乏低浓度探测能力,重复性差等问题,还有待进一步改善。

1.4 CoTiO3光催化性能

光催化是指反应体系将光能转化为化学能,催化降解有机污染物的过程,其中水相光催化应用较多。当前TiO2,ZnO,SnO2,WO3,Fe2O3,BaTiO3等半导体氧化物被视为具有优异性能的光催化剂。

纳米半导体材料的光催化主要有悬浮型和负载型两种方式。其中悬浮型光催化法,是将纳米粉体悬浮在溶液中,搅拌均匀,在光照条件下催化降解有机染料,操作简便效率高,实验室多采用此法。常用于水相光催化的指示剂有甲基橙,亚甲基蓝,罗丹明,酸性红等。

已知TiO2是一种优良的光催化剂。Dvoranova和Brik等人报道了TiO2作载体Co2O3纳米复合光催化剂的制备和使用[15,16]。对Co掺杂TiO2或钛酸盐作光催化剂的研究也较多,其中YounesBrik制备不同Co掺杂量的TiO2并探究催化效果,发现Co掺杂7.6wt%时材料对乙烷脱氢的催化率最高。但掺杂量过大乃至形成CoTiO3时催化效率却变得很低[17]。Sharma等人制备出Co掺杂的钛酸盐纳米管,发现掺杂量1%的样品对RHB光催化效率最高,3小时催化降解90%以上。

纯CoTiO3光催化性能的研究不多,有文献将其与C3N4等物质混合作复合催化剂研究讨论[18]。最近,MohammadrezaMosleh报道了CoTiO3的光催化:将0.1gCoTiO3纳米颗粒置于50ml浓度为10mg/L的甲基橙中,使用400W紫外汞灯光照,在90min后催化降解率达到77%[19]。说明纯CoTiO3也具有一定光催化能力,相关研究有很大空间。

1.5本课题主要研究内容及意义

CoTiO3具有良好的气敏性能和一定光催化性能,然而有关报道不够充分,且现有的大多数CoTiO3气敏报道,缺少从气敏各个角度来探究的完整实验验证和分析。已发表的CoTiO3光催化的研究成果更是屈指可数,有待补充。此外,溶胶凝胶法作为纳米材料制备的一种理想方法,存在很多影响材料微观形貌、尺寸的因素。其中表面活性剂(分散剂)和溶剂因素可以有效影响材料的微晶形态,进而影响材料的敏感性能,这方面值得深入探究。

本课题以CoTiO3纳米材料制备和气敏、光催化性能为重点。从工作温度、气体浓度、气体种类、响应恢复时间等方面详细分析气敏性能,并将材料微观形貌特征、气敏机理与之联系起来,另简要研究CoTiO3光催化性能。