Ag掺杂TiO_2纳米晶粉体的制备及性能表征

摘要

以钛酸丁酯、无水乙醇、硝酸银等为原料,通过溶胶-凝胶法制备了不同Ag掺杂含量的TiO_2纳米晶粉体,用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)检测分析了粉体的晶型转化、微观形貌和晶粒尺寸,用光致发光光谱(PL)表征材料的光电性能。结果表明,Ag掺杂后的TiO_2纳米晶粉体的锐钛矿相比未掺杂Ag样品的含量有所增多,当Ag掺杂量为1%和3%时,锐钛矿的相对含量约为65%;随着Ag掺杂量的增加,锐钛矿晶粒尺寸逐渐减小;由TEM图像可知,Ag颗粒较为均匀地弥散在TiO_2纳米晶粉体中;由PL荧光检测结果可知,Ag掺杂TiO_2纳米晶粉体的荧光强度比未掺杂的TiO_2纳米晶粉体的低。试验结果表明,Ag颗粒较为均匀地弥散在TiO_2纳米晶粉体中,有利于在锐钛矿界(表)面形成Ti-O-Ag的键合,有效阻止锐钛矿向金红石的转变,同时抑制锐钛矿TiO_2纳米晶粒的增长,Ag颗粒与TiO_2纳米晶粉体接触形成肖特基势垒,加速光生电子由TiO_2向Ag颗粒传输,减小光生电子与空穴的复合几率,从而提高TiO_2纳米晶粉体的光电性能。