Ag2S/TiO2的制备及可见光催化性能研究开题报告

1. 研究目的与意义

半导体光催化材料在现在环境治理，降解污染物，新能源利用等方面得到越来越广泛的应用。但是一般半导体材料由于能带隙较大，只能在短波长光源下得到激发应用。使得大自然中的太阳光能不能得到很好的利用，为了更好的利用太阳光里的可见光与近红外光区域，开始研究在可见光下有催化效果的纳米级光催化材料。

TiO2是一种有着巨大应用价值而定宽能带半导体材料。纳米TiO2由于其优良的光催化活性和化学稳定性，被广泛地应用于抗菌、除臭、回收贵金属等领域。目前，在被普遍看好的新型太阳电池-染料敏化太阳电池中，纳米TiO2薄膜更作为其核心部件之一的光阳极材料得到了重要应用。TiO2因其催化活性高、光化学稳定性好、安全无毒、廉价易得，被广泛应用于光催化领域。但是作为一种n型宽禁带半导体材料，只能被仅占太阳光3%～5%的紫外光所激发，而占太阳光45%左右的可见光没有吸收，限制了其利用太阳能向化学能的转化。为了拓宽TiO2的可见光响应范围，提高TiO2的光催化活性，人们对其进行了各种修饰和改性，如金属、非金属掺杂、半导体复合、离子掺杂，光敏化、表面还原、制成不同形貌不同空间维度的材料(如纳米管、纳米线，纳米膜)。

本课题利用较窄能带隙半导体材料Ag2S修饰TiO2,制备纳米复合材料，纳米Ag2S与TiO2薄膜复合制成异质薄膜，由于Ag2S的导带底能级高于TiO2的导带底能级，所以Ag2S的窄能带实现可见光波长范围内吸收激发，产生可分离电子注入TiO2薄膜通过扩散外电路，并配合适当的电解质，可实现光电转化的光电化学电池。同时利用Ag2S敏化半导体材料，利用两者的协同效果达到提高光催化性能的目的。

2. 研究内容和预期目标

tio2作为良好的光催化材料也吸引了大家的目光，作为光催化剂tio2具有合适的能带电位、高化学稳定性、无毒无害、较高的光电转换效率、低成本、高活性等优点，而量子点效应对光催化性能会产生很有趣的影响，本毕业设计针对硫化银量子点的制备，以及在和tio2的协同作用中的改变做研究，制备在tio2表面附着的纳米硫化银颗粒，并研究这一复合物的光催化性能。

1.查阅tio2和硫化银的合成方法

2.参照文献的方法敏化tio2，使之与硫化银结合

3. 研究的方法与步骤

1、分别配置0.2m的agno3的水和乙醇溶液（水与乙醇体积比为2：8），0.2mna2s的水和乙醇溶液（水与乙醇体积比为1：2）

2、将tio2先与0.2m的agno3混合搅拌30分钟后，逐滴滴入na2s溶液搅拌，得到棕褐色ag2s/tio2

3、通过改变tio2的添加量制备不同摩尔比的ag2s/tio2复合物。

4. 参考文献

[1]h.huang,h.c.zhang,y.liu,z.ma,h.ming,h.t.li,z.h.kang,(pt-c60)@sio2nanocompositesforconvenientchemicalhydrogenstorage,j.mater.chem.,22,20153-20157,2012.

[2]z.s.li,t.yu,z.g.zou,j.h.ye,degradationinphotocatalyticactivityinducedbyhydrogen-relateddefectsinnano-linbo3material,appl.phys.lett.,88,071917,2006.

[3]z.g.zou,j.ye,k.sayamaandh.arakawa,directsplittingofwaterundervisiblelightirradiationwithanoxidesemiconductorphotocatalyst,nature,414,625,2001.[4]r.s.yuan,x.z.fu,p.liu,x.x.wang,influenceofsolventsonmorphologyoftio2fiberspreparedbytemplatesynthesis,scriptamaterialia,55,1003-1006,2006.

5. 计划与进度安排

1，2013-02-26～2013-03-20 查阅文献，制定实验方案，完成开题报告。

2，2013-03-21～2013-04-14 熟悉毕业设计课题研究的发展，掌握基本实验操作，并开始实验。

3，2013-04-15～2013-04-20 总结前期工作，完成中期汇报。