摘要：TiO2、ZnO等半导体在光照下能光催化还原CO2。但单一光催化剂的电子-空穴对复合率高，使得光催化剂的催化效率偏低。通过半导体复合法将两种半导体复合在一起，两者之间会形成异质结，形成的异质结可以分离电子-空穴对，从而提高光催化效率。本文阐述了氧化锌/二氧化钛复合薄膜的水热法制备及光电性能研究，使用水热法在ITO导电玻璃衬底上淀积ZnO薄膜，并探究不同比例ZnO薄膜的生长情况，然后在氧化锌薄膜上淀积一层二氧化钛。利用X射线衍射仪和扫描电镜对纯氧化锌薄膜及淀积二氧化钛后的复合薄膜的结构和形貌进行表征；根据CS电化学工作站的工作原理检测膜的Mott-Schottky曲线，得知其光电性能，利用气相色谱仪检测氧化锌/二氧化钛复合薄膜光催化还原CO2的效果。82271

毕业论文关键词：氧化锌/二氧化钛复合薄膜，水热法，光电性能，光催化还原，CO2

Preparation and Photoelectric Properties of Zinc Oxide / Titanium Dioxide Composite Films by Hydrothermal Method

Abstract: TiO2, ZnO and other semiconductor in the light can be photocatalytic reduction of CO2。 However, the recombination rate of electron-hole pair of single photocatalyst is high, which makes the catalytic efficiency of photocatalyst low。 The two kinds of semiconductors are compounded together by a semiconductor compound method, and a heterojunction is formed between them。 The formed heterojunction can separate the electron-hole pairs, thereby improving the photocatalytic efficiency。 In this paper, the preparation and photoelectric properties of zinc oxide / titanium dioxide composite films were studied。 The ZnO films were deposited on ITO conductive glass substrates by hydrothermal method。 And to explore the growth of different proportions of ZnO thin films, and then deposited a layer of titanium dioxide on the zinc oxide film。 The structure and morphology of Zinc Oxide film and after the deposition of titanium dioxide composite films were characterized by X-ray diffraction and scanning electron microscopy。 According to the working principle of CS electrochemical workstation, the Mott-Schottky curve of the membrane was examined, and its photoelectric properties were obtained。  Detected by gas chromatography zinc oxide/titanium dioxide composite film photocatalytic reducing effect of  CO2。

Key Words：Zinc oxide/titanium dioxide composite film，Hydrothermal method，Photoelectric properties，Photocatalytic reduction，CO2

1 绪论

1。1光催化技术简介

近年来，一种具有节能环保、高效价廉等优点的光催化技术快速发展起来，如果这一技术发展成熟，便可以用于解决温室效应、保护环境及实现可持续发展。目前，全世界都非常高度重视这一研究成果。可以通过光催化作用实现再次循环利用CO2和光能到化学能的转换。关于光催化CO2、H2O还原为碳氢化合物及实现空气和水的净化等，国内外均有相关报道。

1。1。1光催化技术

早在1972年的时候，Fujishima[1]就提出了光催化技术，拉开了光催化技术的序幕，此后，该项技术的研究就未停止过。近年来，半导体光催化已经应用于光解水制氢、空气净化、处理废水、治疗疾病等领域，并取得了显著的成绩。伴随着半导体催化技术的广泛应用，半导体光催化CO2制甲醇、甲烷等的技术也相继发展起来。

目前，Ti02因其具有无毒性、高光活性和稳定的物理化学性。而成为使用最多的半导体催化剂，当光催化剂受到来自不小于它自身带隙的光照射时，光催化就会发生。

1。1。2光催化原理

光催化技术其实就是利用半导体的能带理论，即半导体都存在一个特定吸收频率光的能带结构，它由充满电子的价带和空的导带构成，两者之间存在一个能量宽度，这个区域就被称为禁带宽度，用符号Eg表示。当半导体催化剂受到大于自身禁带宽度能量的光强照射时，就会激发价带上的电子（e-），电子（e-）会跃过禁带进入导带，同时价带上会产生相应的空穴(h+)，这就是光生载流子的产生过程。其中，电子具有强还原性，空穴具有强氧化性。此时，就形成了一个氧化-还原体系。即半导体材料的光生电子与样品发生氧化反应，光生空穴与样品发生还原反应[2]。光催化原理示意图见附图1-1。在反应过程中这种半导体材料即光催化剂本身是不会发生变化的。