纳米Au修饰对TiO2材料电子界面迁移和光催化性能的影响文献综述

 2024-06-12 08:06
摘要

二氧化钛(TiO2)作为一种极具潜力的光催化材料,在环境污染治理、能源转化等领域备受关注。

但TiO2本身存在光生载流子复合率高、可见光响应范围窄等局限性,限制了其光催化效率的提升。

近年来,贵金属纳米颗粒修饰被认为是提高TiO2光催化性能的有效策略之一。

其中,金(Au)纳米颗粒由于其独特的局域表面等离子共振效应、优异的电子传输能力以及良好的化学稳定性,在与TiO2复合构建异质结构方面展现出巨大潜力。

本文综述了纳米Au修饰对TiO2材料电子界面迁移和光催化性能影响的研究进展。

首先,介绍了TiO2光催化的基本原理、Au纳米颗粒的特性以及Au/TiO2异质结构的构建方法;其次,重点阐述了纳米Au修饰对TiO2材料电子界面迁移的影响机制,包括光生电子-空穴对分离效率的提高、肖特基势垒的形成、表面等离子共振效应等;接着,总结了纳米Au修饰对TiO2光催化性能的影响,包括降解有机污染物、光解水制氢、CO2还原等方面的应用;最后,展望了纳米Au修饰TiO2光催化材料未来的研究方向。


关键词:二氧化钛;金纳米颗粒;电子界面迁移;光催化;异质结构

1引言

随着工业化和城市化的快速发展,环境污染和能源短缺问题日益严峻,寻求高效、清洁的污染治理和能源转化技术迫在眉睫。

光催化技术利用太阳光作为能量来源,能够在温和条件下降解有机污染物、还原CO2、分解水制氢等,被认为是解决上述问题的一种极具潜力的绿色技术[1]。


二氧化钛(TiO2)由于其优异的光催化活性、良好的化学稳定性、低廉的价格以及环境友好等优点,成为光催化领域的研究热点[2]。

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