硅納米線復(fù)合陣列結(jié)構(gòu)的制備與光催化性能研究.pdf

1、硅納米線材料是近年來發(fā)展起來的一種新型的非常重要的納米半導(dǎo)體材料,與其塊體材料相比,顯現(xiàn)出奇異的物理和化學(xué)特性,其應(yīng)用也越來越廣泛,成為了目前納米技術(shù)領(lǐng)域科學(xué)研究的熱點(diǎn)和前沿之一。在光催化降解環(huán)境污染物領(lǐng)域,硅納米線復(fù)合結(jié)構(gòu)因其具有高的電化學(xué)穩(wěn)定性,高效的電子-空穴分離效率,以及易于選擇的可見光吸收半導(dǎo)體能帶等優(yōu)勢被廣泛地研究,展現(xiàn)出重要的應(yīng)用價(jià)值。本文采用金屬催化化學(xué)腐蝕法制備出硅納米線陣列,通過對硅納米線進(jìn)行表面修飾,制備了Bi2S

2、iO5/Si和Cu2O/Si納米線復(fù)合陣列結(jié)構(gòu),采用掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡、能譜儀、X射線衍射儀、傅里葉變換紅外光譜儀和紫外可見光分光光度計(jì)等儀器對其形貌、微觀結(jié)構(gòu)和光催化性能進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,取得了以下的主要研究結(jié)果:
　　1.采用金屬催化化學(xué)腐蝕法成功地制備出硅納米線陣列,并對其形貌和微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了系統(tǒng)的表征,發(fā)現(xiàn)硅納米線排列規(guī)整、取向一致,直徑在30~200nm之間,長度約為65μm,生長方向?yàn)樵紗尉Ч杵木騕1

3、00]方向,且具有單晶特征。
　　2.采用浸涂退火法成功地在硅納米線表面實(shí)現(xiàn)Bi2SiO5修飾,發(fā)現(xiàn)修飾后硅納米線的長度、形貌和微觀結(jié)構(gòu)的固有特征在處理過程中沒有被破壞。以甲基橙有機(jī)染料作為被降解物研究其光催化性能,發(fā)現(xiàn)復(fù)合結(jié)構(gòu)的紫外光催化降解能力相對硅納米線陣列有大幅提高;提出了其光催化降解機(jī)制,認(rèn)為Bi2SiO5/Si納米線復(fù)合陣列結(jié)構(gòu)中的異質(zhì)結(jié)有效地提高了電子-空穴的分離效率,從而增強(qiáng)了其光催化降解能力。
　　3.采用