가시광촉매 활성을 갖는 Cu2O-TiO2 NTA 이종접합의 손쉬운 제조 방법

초록

고도로 정렬된 TiO₂ 기반 나노튜브 어레이(NTA)를 사용하여 Cu₂를 성공적으로 제작했습니다. O-TiO₂ 처음으로 간단한 열분해 공정으로 NTA 이종 접합. 양극 TiO₂ NTA는 협대역 Cu₂를 로드하고 합성하기 위해 "나노 컨테이너" 및 "나노 반응기"로 기능했습니다. 오 나노입자. 로드된 Cu₂ O TiO₂의 확장된 흡수 스펙트럼 자외선 범위에서 가시광선 범위까지의 NTA. Cu₂ O-TiO₂ NTA 이종접합 필름은 광촉매 분해 메틸 오렌지(MO)에 대해 가시적인 활성을 보였습니다. Cu₂의 광촉매 능력 O-TiO₂ NTA 이종접합 필름은 Cu₂로 증가된 것으로 나타났습니다. O 함량은 0.05~0.3mol/L입니다. 이것은 Cu₂일 때 더 많은 전자-정공 쌍이 생성되고 더 적은 재조합으로 설명될 수 있습니다 O-TiO₂ 이종 접합이 형성되었습니다. 여기서 우리는 Cu₂의 대량 생산 및 응용을 용이하게 할 수 있기를 희망하는 이 유망한 방법을 제시합니다. O-TiO₂ NTA 이종접합.

<섹션 데이터-제목="배경">

배경

최근 환경 문제에 대한 관심이 높아짐에 따라 수처리 재료에 대한 연구가 연속적인 흐름으로 등장했습니다[1,2,3,4]. 오염된 물을 처리하기 위해 수백 가지 전략이 제안되었습니다. 그러나 낮은 효율, 낮은 재활용률, 2차 환경오염 등의 문제가 있어 추가적인 적용에 제약이 있었다[5,6,7]. 반도체 재료는 유망한 후보로 간주되었으며 산화 티타늄은 높은 광촉매 활성과 우수한 화학적 및 기계적 안정성으로 인해 최고의 광촉매 재료 중 하나로 인식되었습니다 [8,9,10,11,12]. 최근 TiO₂ 나노튜브(NT) 어레이를 갖는 물질이 광범위하게 연구되었고, 관 형태는 광촉매를 위한 유망한 구조임이 입증되었다. 다른 소우주 형태와 비교하여 TiO₂ NT 어레이는 몇 가지 중요한 이점을 가지고 있습니다[13,14,15,16,17]. 첫째, 독특한 관형 구조는 전자 수송 효율을 향상시키고 캐리어의 재조합을 억제하여 더 많은 활성 산소 종(ROS)을 생성할 수 있습니다[18, 19]. 둘째, TiO₂ NT 어레이는 TiO₂보다 재활용하기가 훨씬 쉽습니다. 분말 광촉매 [20,21,22,23,24]. 셋째, TiO₂ NT 어레이는 비표면적이 크고 표면 에너지가 높습니다. 그러나 상대적으로 넓은 간격으로 인해(~ 3.2 eV). TiO₂ NT 광촉매는 UV 조사에서만 활성화됩니다[25,26,27,28]. 사실 가시광선으로 반응할 수 있는 광촉매는 분명히 이점이 있을 것입니다. 현재 광촉매 연구의 초점은 광반응 대역을 조정하고 광촉매 효율을 높이는 것입니다.

이기종 TiO₂ 구축 밴드 갭이 좁은 광촉매는 이러한 장애를 극복하기 위한 시도로 핫스팟 중 하나입니다. Cu₂와 같은 협대역 반도체 O, CdS, CdTe, PbS 및 Bi₂ O₃ , TiO₂를 구축하기 위해 연구되었습니다. 이종접합 광촉매 [29,30,31,32,33,34]. 그 중 Cu₂ O(~ 2.2 eV의 직접적인 간격)는 최고의 후보 중 하나로 간주됩니다. Cu₂의 경우 O, 응답 대역은 약 560 nm이며, 밴드 갭 구조는 TiO₂의 에너지 준위와 잘 일치합니다. NT. 도 1에 개략적으로 도시된 바와 같이, 가시광선의 여기 하에서 전자/정공 쌍이 생성되고 광유도된 전자는 Cu₂의 전도대로 여기된다. O 다음 TiO₂의 전도대로 전송 , 전자와 정공의 재결합을 억제합니다. 이 이종접합 구조는 TiO₂ 재료가 가시광선에 반응하지 못하며 Cu₂에서 전자/정공 쌍이 생성되는 문제 O 쉽게 재결합하십시오. 이러한 관점에서 Cu₂ O-TiO₂ NTA 이종접합 구조 재료는 가시광선 광촉매에서 자연적인 이점을 보장합니다.

<그림>

Cu₂의 개략도 O-TiO₂ NTA 이종접합 가시광선 조명 하에서 전자는 Cu₂의 전도대로 여기되었습니다. O 입자 다음 TiO₂의 전도대로 이동 일치하는 밴드 갭 구조를 위해

Cu₂ 준비를 위한 일반적인 접근 방식 O-TiO₂ 이종접합 광촉매는 화학적 공침 및 전착을 포함하며, 제품은 유망한 광촉매 성능을 보여주었다. 하지만 Cu₂를 준비하는 것은 여전히 어려운 일입니다. O-TiO₂ 쉽고 저렴한 방법으로 좋은 품질의 이종접합 광촉매를 만들 수 있습니다. 화학 기상 증착(CVD)의 전구체 개념에서 영감을 받아 TiO₂ 내부로 들어가기 위해 구리 이온을 운반하기 위해 아세테이트를 사용하는 아이디어 양극 산화에 의해 제조된 NT가 나옵니다. 금속 유기 화합물은 열분해되기 쉬운 것으로 알려져 있습니다. 이 연구에서 양극 TiO₂ NTA는 처음에 구리 아세테이트를 적재하는 "나노 컨테이너"로 기능한 다음 적재된 구리 아세테이트를 열분해하기 위한 공간을 제공하는 "나노 반응기"로 기능했습니다. 열처리 후 Cu₂ O-TiO₂ TNA 이종접합 필름을 성공적으로 얻었다. 우리가 아는 한, 이 방법은 Cu₂를 준비하는 것으로 보고되지 않았습니다. O-TiO₂ TNA 이종 접합. 또한 XRD, EDS, SEM 및 분광광도계로 상 조성, 형태 및 광촉매 활성을 특성화했습니다.

실험 섹션

실험 과정에서 언급된 화학물질은 중국의 Sinopharm Group Chemical Reagent Co. Ltd.)를 구입하여 저항 18.3 MΩ·cm의 탈이온수를 제외하고는 추가 정제 없이 사용하였다.

순수 TiO의 준비₂ 나노튜브 어레이

균일하고 안정적인 TiO₂를 제조하기 위해 양극 산화 방법을 사용했습니다. 수직 정렬이 있는 NTA [35, 36]. 금속 티타늄(Ti) 시트를 1.5 × 5cm² 조각으로 절단했습니다. 그리고 클렌저로 닦아줍니다. 에탄올에서의 초음파 처리 후, Ti 조각을 오븐에서 건조시켰다. 전해질은 535.45g 글리콜, 10g 탈이온수 및 1.6617g NH₄로 구성되었습니다. F를 혼합하고 2시간 동안 교반하였다. 그런 다음 양극과 음극으로 각각 두 개의 Ti 조각을 사용했습니다. 전해질에 담그고 2시간 동안 50V의 일정한 전위를 적용하고 비정질 TiO₂ 나노튜브 어레이(TiO₂ NTA)는 실온에서 제작되었습니다.

Cu 합성₂ O-TiO₂ NTA 이종접합

비정질 TiO₂ NTA는 450°C에서 열처리에 의해 아나타제로 결정화되었습니다. 그런 다음 Cu₂를 준비하기 위한 기질로 사용되었습니다. O-TiO₂ NTA 이종접합 필름. 먼저 아세트산 제2구리(Cu(Ac)₂ ) 0.05 ~ 0.3 mol/L 범위의 다른 농도로 준비했습니다. 그런 다음 열처리된 TiO₂ NTA를 용액에 일시적으로 담그고 즉시 70°C의 오븐에서 건조시켰다. 그리고 최종 제품인 Cu₂ O-TiO₂ 필름은 각각 다른 Cu(Ac)₂로 샘플 S1-S5로 표시되었습니다. 이 침지 과정에서 0.05, 0.1, 0.2, 0.3 및 4 mol/L의 농도. 이 과정을 거친 후 초산 제2구리 분자는 TiO₂ 나노튜브. 다음 단계는 샘플을 N₂의 분위기 소결로에 넣는 것이었습니다. 150분 동안 400°C의 소결 온도로 아세트산 제2구리는 Eq. (1). 마지막으로 Cu₂ O-TiO₂ NTA 이종접합 필름을 준비했습니다. 이 과정을 그림 2에 개략적으로 나타내었다.

$$ {\left({\mathrm{CH}}_3\mathrm{COO}\right)}_2\mathrm{Cu}\overset{\Delta}{\to }{\mathrm{Cu}}_2\mathrm{ O}\downarrow +{\mathrm{CH}}_4\uparrow +{\mathrm{CO}}_2\uparrow +{\mathrm{H}}_2\mathrm{O}\uparrow +\mathrm{CO}\uparrow $$ (1) <사진><소스 유형="이미지/webp" srcset="//media.springerature.com/lw685/springer-static/image/art%3A10.1186%2Fs11671-018-2637-8/ MediaObjects/11671_2018_2637_Fig2_HTML.png?as=webp">

Cu₂ 합성 절차 O-TiO₂ NTA 이종접합 필름. 아 1단계, 양극 TiO₂ NTA. ㄴ 2단계, 전구체 용액으로 튜브를 채웁니다. ㄷ 3단계, 채워진 튜브를 400°C에서 소결하여 Cu₂ O-TiO₂ NTA 이종접합 d 소결 공정의 화학 반응식

초산구리가 들어있는 시험관을 들고 있는 것처럼 가열하면 초산구리가 Cu₂로 열분해됨 TiO₂ 안에 남겨진 O NTA.

특성화

EDS(energy dispersive spectrometer)가 장착된 주사전자현미경(SEM, JSM-7000F, JEOL Inc., Japan)을 사용하여 형태와 구조를 관찰하였다. 샘플은 D/max-2400 X선 회절 분광기(Rigaku, D/max-2400, Japan)로 특성화되었으며 UV-vis 분광기(Ultrospec 2100 pro)도 사용되었습니다. 합성된 Cu₂의 광촉매 활성을 평가하기 위해 O-TiO₂ NTA heterojunction에서 대표적인 유기 지시약인 methyl orange(MO)를 분해 대상으로 삼았습니다. Cu₂ O-TiO₂ NTA 필름(3.0 × 1.5cm² ) 5 × 10⁻⁵ mol/L의 MO 수용액과 7개의 4W 가시 전구(Toshiba, Cool white, FL4W, Japan)로 조사되었습니다. 그런 다음, 광촉매 분해 전에 흡착-탈착 평형을 보장하기 위해 용액을 암실에서 30분 동안 자기적으로 교반하였다. 광분해 실험은 1.5mL 샘플을 주기적으로 회수하여 180분 동안 지속되었습니다. 잔류 MO의 농도는 Beer-Lambert 법칙에 기초하여 약 460 nm에서 분광광도계로 측정하였다. MO의 분해 효율은 다음과 같이 정의할 수 있습니다.

$$ {C}_t/{C}_0=\left({A}_t/{A}_0\right)\times 100\% $$ (2)

그리고 A _그 /아 ₀ C의 변경 사항 참조 _그 , 이는 테스트된 샘플의 광촉매 활성을 나타냅니다.

결과 및 토론

그림 3은 순수한 양극 TiO₂의 일반적인 SEM 관찰을 보여줍니다. 450 °C에서 어닐링 후 NTA 양극 산화는 금속의 외부 표면을 산화물 층 또는 기공 구조로 변환하는 전해 공정입니다. 그림 3과 같이 준비된 TiO₂ NT는 ~ 100 nm의 균일한 외경 분포를 가진 개방형 튜브 형태를 가지고 있습니다. 양극 TiO₂ NTA는 고도로 질서 정연하며 각 단일 TiO₂ NT는 평균 두께가 ~ 10 nm인 매우 매끄러운 튜브 벽을 소유하고 있습니다. 우리의 이전 연구는 아노다이징 프로토콜을 조정하여 튜브 길이, 직경 및 형태를 조작할 수 있음을 보여주었습니다[37, 38]. SEM 결과는 또한 450°C의 고온에서의 열처리가 TiO₂의 형태를 파괴하지 않는다는 것을 나타냅니다. NTA. XRD는 순수한 TiO₂의 결정질을 특성화하는 데 사용됩니다. NTA(샘플 1), 그림 4a 참조. 결과는 (101), (103), (101), (103), ( 004), (200), (105), (211), (204) 및 (116) 각각 아나타제 단계. 우리가 알다시피 이산화티타늄 상에는 아나타제, 브루카이트 및 루틸의 세 가지 유형이 있습니다. Rutile은 10nm 미만의 입도에서 비교적 우수한 광촉매 능력을 나타낼 수 있습니다. 그러나 루틸 위상을 얻으려면 TiO₂ 샘플은 800°C의 높은 소결 온도까지 가열해야 하며, 이 경우 TiO₂가 파손될 수 있습니다. 이 경우 튜브. 열역학적 위상 안정성이 좋지 않기 때문에 열 어닐링 방법을 사용하면 Brookite 상은 거의 형성되지 않는 반면 anatase는 광촉매 활성이 좋은 가장 일반적인 상입니다[39, 40]. 날카로운 회절 피크와 샘플 1의 강한 강도(그림 4a 참조)는 고도로 결정화된 아나타제 구조를 나타내며, 이는 TiO₂ 기질은 형태뿐만 아니라 결정상에서도 우수하였다. 고도로 정렬된 TiO₂ 개방형 튜브 입 형태를 가진 NTA를 기질로 사용하여 Cu₂를 준비했습니다. O-TiO₂ 이 연구에서 NTA 이종접합 필름.

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순수한 TiO₂의 일반적인 SEM 이미지 수정 없이 나노튜브 어레이. 아 상위 뷰 및 b 측면도는 개방형 튜브 입 형태를 가진 고도로 정렬된 수직 정렬 구조를 나타냅니다. 관 직경은 약 100 nm이고 관 길이는 약 10 μm입니다

<그림>

아 Cu₂의 XRD 패턴 O-TiO₂ NTA 이종접합 샘플. 샘플 S0:순수 아나타제 TiO₂ NTA 샘플; 샘플 S2, S4 및 S5:0.1, 0.3 및 4 mol/L Cu(Ac)₂에 담가 열분해된 샘플 솔루션, 각각. ㄴ Cu₂의 EDS 결과 O-TiO₂ Ti, Cu 및 O 원소의 존재를 보여주는 NTA 이종 접합 필름. 결과는 Cu₂의 성공적인 로딩을 확인합니다. TiO₂의 O NTA

TiO₂의 XRD 패턴 Cu₂로 로드된 NTA 0.05에서 4.0 mol/L 범위의 농도 구배의 O 나노 입자도 그림 4a에 표시되어 있으며 4.0 mol/L 샘플은 추가 파일 1, "실험 세부 정보" 부분에 설명된 순환 침지 공정에 의해 준비되었습니다. 샘플은 Cu(Ac)₂가 증가하는 샘플 2에서 4로 명명되었습니다. 집중. TiO₂ 제외 피크, Cu₂의 피크 없음 로딩 Cu₂의 양이 적기 때문에 O가 샘플 2에 표시됨 오 입자. 그리고 입자는 TiO₂ 내부에 장식될 수 있습니다. 특성화의 어려움도 제기한 "나노 용기". 샘플 3과 샘플 4에서 Cu<하위>2 오, 각각. 여기서 샘플 4는 Cu₂의 존재를 특성화하는 데만 사용되었다는 점에 유의해야 합니다. O 입자 및 합성 세부 사항은 추가 파일 1에 설명되어 있습니다. 또한 XRD 데이터를 기반으로 격자 매개변수와 입자 크기를 계산했습니다. 배경과 K_α2를 제거한 후 회절과 평활화 및 맞춤 과정을 거쳐 a 샘플의 평균 격자 매개변수를 얻었습니다. =ㄴ =ㄷ =4.2646 Å, 이는 표준 PDF와 일치합니다. 표준 PDF는 Cu₂의 격자 매개변수가 O는 다음과 같습니다. a =ㄴ =ㄷ =4.2696 Å, Cu₂ O는 입방 구조를 가졌다[41]. Cu₂의 평균 입자 크기 Debye-Scherrer 공식을 사용하여 O는 ~ 47 nm로 계산되었습니다.

$$ D=\frac{K\gamma}{B\cdot\cos\theta } $$ (3)

식에서 (3), 디 입자 크기, K 는 Scherrer 상수, γ 는 X선의 파장, B 는 라디안이어야 하는 FWHM이고 θ 회절각이다. XRD 결과는 Cu(Ac)₂ TiO₂에 로드되었습니다. NTA 및 성공적으로 Cu₂로 분해됨 동일한 TiO₂ 내부의 O NTA 및 Cu₂ O-TiO₂ NTA 이종접합 필름이 형성되었습니다. Cu₂를 더 자세히 조사하려면 O-TiO₂ NTA 이종접합, 원소분석은 EDS를 이용하여 수행하였다. 그림 4b는 Cu₂의 EDS 다이어그램을 보여줍니다. O-TiO₂ 0.2 mol/L Cu(Ac)₂로 제조된 NTA 이종접합 필름 . 원자 백분율은 Cu, Ti, O 및 불순물 C에 대해 7.32, 28.96, 57.45 및 6.27%였습니다. 이 결과는 Cu₂ O는 이종 접합 샘플에서 상대적으로 낮은 함량을 소유했지만 여전히 가시광선 활동을 일으켰습니다. 이는 나중에 MO 분해 실험에서 논의될 것입니다. EDS 결과는 그림 4a의 XRD 결과와 잘 일치합니다. 큐라이트 Cu₂ O가 NTA 아나타제에 성공적으로 로드되었습니다.

그림 5는 수정된 TiO₂의 평면도 SEM 결과를 보여줍니다. NTA. 순수 TiO₂와 비교 그림 3의 NTA 샘플에서 몇 개의 작은 입자가 TiO₂의 상부와 내부 근처에서 볼 수 있었습니다. 그림 5a의 튜브. 변형량을 증가시키면 도 5b에서 명백하게 다수의 나노입자를 관찰할 수 있다. 그림 5c는 이전에 논의한 샘플 4입니다. 튜브 표면의 많은 부분이 중복 Cu₂로 덮였습니다. O, 샘플 4가 과도하게 장식되었음을 나타냅니다. SEM 이미지를 기반으로 Cu₂의 크기 분포 O 입자는 ~ 30 ~ ~ 80 nm 범위로 추정되었으며, 이는 ~ 47 nm의 XRD 계산 입자 크기와 잘 일치합니다. 3개의 샘플의 관형 구조의 경우 수직 정렬 상태를 여전히 유지했지만 일부 관은 약간 잘못되었습니다. Cu(Ac)₂를 얻기 위해 400 °C의 가열 과정이 필요한 열분해 과정의 영향으로 간주되었습니다. Cu₂로 분해 O. 분해 단계의 고온은 SEM 이미지에 의해 뒷받침되는 관형 구조에 부정적인 영향을 미쳤습니다. 그러나 열처리 과정에서 가열 온도가 240 °C로 너무 낮아지면 Cu(CH₃ COO)₂ ·H₂ O는 분해되지 않고 탈수될 것입니다. 따라서 온도는 나노 규모의 관형 구조를 유지하고 Cu₂의 제조를 보장하기 위해 ~ 300 ~ 400 °C로 제어되어야 합니다. O-TiO₂ NTA 이종접합 Cu₂ O-TiO₂ 400 °C에서 분해가 일어날 때 heterojunction이 형성되고 형태가 잘 유지됩니다.

<그림>

Cu₂의 일반적인 SEM 이미지 O-TiO₂ NTA 이종접합 필름. 아 0.2 mol/L Cu(Ac)₂에 침지된 샘플 . ㄴ 0.3 mol/L Cu(Ac)₂에 침지된 샘플 . ㄷ Cu(Ac)₂에 담근 샘플 농도가 과도하게

Cu₂ O 나노 입자가 TiO₂에 로드되었습니다. NTA는 이종접합을 제조하기 위해 가시광선 영역에서 광응답 능력을 향상시킬 것으로 예상되어 UV-vis 특성화를 채택하여 합성된 Cu₂의 광학적 특성을 조사했습니다. O-TiO₂ NTA. 그림 6a는 Cu₂의 UV-vis 흡수 스펙트럼을 보여줍니다. O-TiO₂ Cu₂가 포함된 NTA 샘플 없음에서 4.0mol/L로 증가하는 O-부하 크기. 그림 6a에서 순수한 TiO₂ Cu₂를 로드하지 않은 NTA O는 고유한 물질 특성으로 인해 자외선 영역(<380nm)에서만 높은 흡수를 나타냈습니다. Cu₂ 로드 후 O 입자, 흡수 범위는 600-700 nm로 확장되었습니다. 그리고 Cu₂의 상승으로 강도가 증가할 때 O 수정 크기, Cu₂의 흡수 값 O-TiO₂ 이종 접합 필름도 증가했습니다. 그림 6a는 TiO₂ Cu₂를 장식하여 NTA에 가시광 응답 능력을 부여했습니다. 오 나노입자. SEM, EDS 및 XRD 결과와 함께 UV-vis는 Cu₂ O-TiO₂ NTA 이종접합은 열분해법에 의해 성공적으로 제작되었으며 샘플은 가시광선 흡수가 향상됨을 보여주었다.

<그림>

아 Cu₂의 UV-vis 스펙트럼 O-TiO₂ NTA 및 흡수는 가시광선 범위로 확장되고 Cu₂의 로딩량으로 증가합니다. 오. b Cu₂가 다른 이종접합 필름으로 처리된 MO의 가시광 광촉매 분해 역학 오 콘텐츠. Cu₂의 장식 크기일 때 TiO₂의 O NTA가 증가하면 가시광선 조사에서 MO 분해 효율이 높아집니다. 순수한 TiO₂를 참조하는 샘플 S0 필름, 샘플 S1–S5는 Cu(Ac)₂에 침지된 샘플입니다. 농도가 각각 0.05, 0.1, 0.2, 0.3, 4 mol/L인 용액

Cu₂의 가장 중요한 특성 중 하나인 광촉매 활성 O-TiO₂ NTA 필름은 MO 수용액의 분해를 통해 평가되었습니다. 가시광선 광촉매 분해 역학은 그림 6b에 나와 있습니다. MO 분해율은 Cu₂의 로딩량에 비례 오 대략. 더 많은 Cu₂ O 입자가 TiO₂에 로드되었습니다. NTA, 더 빠른 MO는 저하되었습니다. 시료 S1은 가시광선 조사에서 3시간 만에 MO를 91.0%로 분해한 반면, 시료 S4는 동일한 조건에서 3시간 만에 MO를 86.4%로 분해시켰다. MO 분해율은 샘플의 광촉매 활성을 나타냅니다. CdTe-TiO₂의 ~ 2.73%에 대한 광촉매 분해율과 비교 펄스 전착 방법에 의해 [29], Bi₂의 ~ 45% O₃ 초음파 보조 연속 이온층 흡착 및 반응(SILAR) 기술 [32] 및 ~ 27.25%의 Cu₂ O 구형파 전압전류법[33]에 의해 합성된 Cu₂의 광활성 O-TiO₂ 샘플을 개선할 수 있었습니다. 그러나 손쉬운 새로운 전략으로 여전히 제조 방법을 개선하는 데 기여했습니다. Cu₂일 때 O 로딩량이 증가하여 합성된 그대로의 Cu₂의 광촉매 활성이 증가하는 경향이 있었습니다. O-TiO₂ NTA 이종접합 필름이 증가했습니다. Cu₂를 나타냅니다. O 함량은 가시광선 광촉매 활성에 긍정적인 영향을 미쳤다. TiO₂ 자체적으로는 자외선에만 반응하며 가시광선 범위의 광촉매 능력은 Cu₂ 장식에서 비롯되어야 합니다. O. 그림 7과 같이 Cu₂의 전도대 바닥 O는 TiO₂보다 약간 높았습니다. , Cu₂의 가전자대 상단 O는 TiO보다 높았다₂ . 따라서 광유도 전자는 Cu₂의 전도대로 여기되었습니다. O 다음 TiO₂의 전도대로 이동 . 다이렉트 갭 반도체로서 Cu₂의 파동 벡터 O는 전도대의 하단과 가전자대의 상단에서 동일했습니다. 운동량의 변화가 아니라 에너지의 변화만 필요하다는 것을 의미했습니다. 이러한 에너지 밴드 구조는 캐리어가 쉽게 재결합되는 상황으로 이어졌다. 그러나 이종접합 구조의 도움으로 Cu₂에 광생성된 전자가 O TiO₂로 전송됨 전자/정공 쌍의 재결합을 억제하는 NTA. 쌍이 더 오래 존재할수록 이 광촉매 활성을 가져오는 ROS가 더 쉽게 생성됩니다. 더 많은 Cu₂로 O TiO₂에 로드됨 NTA, 이종 접합이 더 잘 제작되었습니다. 그리고 광촉매 능력이 향상되었습니다. 따라서 Cu₂ O 함량은 가시광선 광촉매 활성에 긍정적인 영향을 미쳤다. 그러나 Cu₂의 추가 증가 Cu(Ac)₂의 용해도로 인해 O 함량과 광촉매 능력이 제한됨 실온에서 7.2g(0.36mol/L)인 수용액에서. 그리고 Cu(Ac)₂가 있는 샘플 S5 4.0 mol/L의 농도는 추가 파일 1, 실험 세부 정보 부분에 설명된 순환 침지 프로세스에 의해 준비됩니다. MO의 광촉매 분해는 유사 1차 동역학[42]을 따랐으며 동역학 반응은 다음과 같이 표현될 수 있습니다.

$$ {A}_t={A}_0{e}^{- kt} $$ (4) <그림>

Cu₂의 밴드갭 구조 O 및 TiO₂ 접촉 전(왼쪽)과 접촉 후(오른쪽). Cu₂일 때 O-TiO₂ 이종 접합이 형성되고 Cu₂에서 광 생성된 전자/정공 쌍 O는 TiO₂로 전송할 수 있습니다. NTA

우리의 열화 곡선은 거의 직선을 나타내었지만 지수 함수는 아닙니다. 따라서 아직 개선의 여지가 있었습니다. 그리고 Cu(Ac)₂ 부작용을 피하기 위해 집중 및 반복 시간. 이 연구에서는 이 열분해 방법이 우리가 관심을 갖고 설명하려고 한 것이므로 Cu(Ac)_{2 해결책. 그리고 합성된 이종접합의 가시광선 영역에서 광촉매 활성은 MO 분해 결과에 의해 확인되었다. 우리의 이전 연구는 Degussa P25가 TiO₂와 유사한 자외선 광촉매 활성을 가짐을 발견했습니다. NTA, power P25가 유리 기판에 놓였을 때 [28]. Cu₂를 성공적으로 준비했다고 결론지을 수 있습니다. O-TiO₂ 가시광선 광촉매 활성을 갖는 NTA 이종 접합 필름.}

결론

요약하면 Cu₂를 성공적으로 준비했습니다. O-TiO₂ 간단한 열분해 공정에 의한 NTA 이종 접합 필름. SEM, EDS 및 XRD 결과는 TiO₂ 튜브 직경이 ~ 100 nm인 NTA는 Cu₂에 의해 로드되었습니다. 평균 크기가 ~ 50 nm인 O 나노 입자. 양극 TiO₂ NTA는 협대역 Cu₂를 로드하고 합성하기 위해 "나노 컨테이너" 및 "나노 반응기"로 기능했습니다. O 이전에 보고되지 않은 나노 입자. UV-vis 스펙트럼은 TiO₂의 흡수 범위를 나타냅니다. NTA는 Cu₂ 부하로 인해 자외선 범위에서 가시광선 범위로 확장되었습니다. O. 광촉매 테스트는 합성된 Cu₂의 가시광선 광촉매 활성이 있음을 나타냅니다. O-TiO₂ 이종 접합. Cu₂의 광촉매 능력 O-TiO₂ NTA 이종접합 필름은 Cu₂ 0.05 ~ 0.3 mol/L의 O 함량. 우리의 현재 작업은 Cu₂를 준비하는 새롭고 손쉬운 방법을 보여주었습니다. O-TiO₂ NTA 이종접합 필름은 환경 및 에너지 관련 분야에서도 유망할 수 있습니다.