以液相沉积法在FTO衬底上制备了TiO2纳米管阵列, 在室温下利用光沉积法在TiO2纳米管表面修饰金属纳米Ag颗粒, 并采用SEM、EDS、XRD对样品的形貌、成分、结构等进行表征.实验结果表明, 制备的TiO2纳米管分布均匀, 由锐钛矿相组成, 并在管壁有明显的纳米Ag颗粒附着.以Pt为对电极制备了Ag/TiO2纳米管紫外探测器, 光响应测试结果表明, Ag/TiO2纳米管紫外探测器具有可见光盲特性, 可以实现对紫外光的探测.与TiO2纳米管紫外探测器相比, Ag修饰TiO2纳米管紫外探测器光电流密度提高至91 μA/cm2, 开关比可达2 251, 紫外探测性能显著提高.

首先利用电化学阳极氧化方法在钛箔上合成整齐有序的TiO2纳米管阵列（TNA）; 然后采用电化学沉积的方法在纳米管表面均匀沉积高功函数的Pt纳米颗粒以构建Pt/TNA肖特基结, 通过SEM、EDS和XRD等表征方法研究了Pt/TNA肖特基结的表面形貌和结构; 最后通过测试不同光照强度下的电压电流(VI)和电流时间(It)曲线研究了Pt/TNA肖特基结的紫外光电性能。实验发现, 在1V偏压和光照强度为1.37mW/cm2的375nm紫外光照射下, Pt/TNA肖特基结的光电流可达3.71μA, 响应度为0.015A/W, 外量子效率为5.11%, 光响应因子高达1892.8, 表明紫外光电探测性能得到显著提高。

采用液相沉积法在ITO衬底上以ZnO纳米棒阵列为模板合成了TiO2纳米管阵列, 并采用SEM、XRD对样品的形貌、结构等进行表征。在此基础上, 以空白ITO导电玻璃为对电极制备了光电化学型紫外探测器, 并对其光响应特性进行测试。实验结果表明, 制得的TiO2纳米管轻微弯曲, 由单一稳定的锐钛矿相组成。制得的自供能TiO2纳米管紫外探测器对300~400 nm紫外波段非常敏感而对可见光区无响应。在无外加偏压的条件下, TiO2纳米管紫外探测器能够对紫外光实现探测, 表现出自供能特性并且具有较高的光敏性。循环测试结果表明, 制得的自供能TiO2纳米管紫外探测器能够循环工作且性能稳定, 上升时间和下降时间分别为0.33 s和0.38 s。

表面增强拉曼散射(SERS)是一种超灵敏、 高选择性的分析方法, 越来越受到人们的关注。 对巯基苯胺(PATP)由于其易吸附在大多数SERS基底表面, 并可以产生极强的SERS信号, 因此常被用作SERS的探针分子。 二氧化钛(TiO2)是一种目前常用的光催化剂, 但是其催化效率仍有待提高。 将贵金属与TiO2复合是提高其催化效率的有效手段。 本文采用电化学阳极氧化法制备了二氧化钛纳米管(TiO2 NTs), 并采用光化学还原方法在表面沉积了贵金属银, 制备了一种同时具有SERS和催化性能的双功能基底, 即银纳米粒子修饰的二氧化钛纳米管(Ag/TiO2 NTs), 研究了PATP分子在该基底上的光催化过程, 并与在银镜基底上的光催化过程进行了比较。 我们发现, Ag/TiO2 NTs基底上的PATP在催化过程中峰强度逐渐减弱, 但没有新峰的出现; 而在银镜基底上PATP的峰强度随光照时间却几乎没有变化, 证明了PATP分子在Ag/TiO2 NTs上的光催化降解过程。 本文还对Ag/TiO2 NTs上PATP的催化过程进行了动力学分析, 结果表明PATP在该基底表面的催化反应为一级反应。

总磷是检测水体富营养化的重要指标, 因此研究其消解具有重要的意义。总磷的消解方法有很多, 例如传统的高温消解、微波消解、紫外消解、电催化消解、光催化消解等, 但是既高效又简易洁净的消解方法仍在不断的研究中。研究了一种基于光电催化的总磷的消解方法, 通过在二氧化钛工作电极和对电极之间外加适当的电压来减少电子-空穴对的复合。介绍了用于总磷的光电催化消解中的光催化剂的二氧化钛纳米管的阳极氧化法制备、特性表征及其用于总磷的光电催化消解。阳极氧化法制备的二氧化钛纳米管具有较好的催化活性。将其用于总磷的光电催化消解实验, 当2 V电压协助光催化消解2 h后, 消解率达到65.4%, 较光催化高了20.7%, 较电催化高了61.3%。实验结果表明, 与光催化消解、电催化消解方法相比, 通过在工作电极和对电极之间添加适当的外加电压的光电催化消解方法可以有效地提高总磷的消解率。

以六水合硝酸镉为镉源, 硝酸锌为锌源, 通过硼氢化钠还原硒单质制得NaHSe, 并作为硒源, 通过胶体化学法制备了一系列具有不同组分的水溶性Cd1-xZnxSe三元量子点。 利用X射线粉末衍射仪（XRD）和高分辨透射电镜（HRTEM）分析所制得的Cd1-xZnxSe的晶体结构和形貌, 表明所制得三元量子点为立方结构, 呈规则球状, 平均粒径约为4 nm。通过改变三元量子点的Cd和Zn元素的配比, 调节Cd1-xZnxSe的能带结构, 有效调控其光谱学性质;与ZnSe和CdSe等二元量子点相比, Cd1-xZnxSe的紫外可见光吸收光谱及荧光发射光谱都发生明显的红移。采用直接浸渍法, 制备Cd0.5Zn0.5Se三元量子点敏化TiO2纳米管（TNTs）复合材料（Cd0.5Zn0.5Se@TNTs）。TEM结果显示Cd0.5Zn0.5Se三元量子点紧密结合在纳米管表面, 红外谱图表明TiO2和Cd0.5Zn0.5Se之间形成Ti—Se键, 有利于提高复合材料的稳定性。相对于纯TNTs, 复合材料的紫外可见光吸收光谱在可见光区的吸收明显增强, 吸收带边从400 nm红移至700 nm左右;同时, 复合Cd0.5Zn0.5Se三元量子点后, 可以有效地抑制光生电子-空穴对的复合, 提高复合材料在可见光区域的光催化效率。可见光照射60 min后, 催化剂Cd0.5Zn0.5Se@TNTs对罗丹明B（RhB）光降解率可达到100%, 分别约为纯TNTs和纯Cd0.5Zn0.5Se的3.3倍和2.5倍。