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TiO2基异质结的构筑及其光催化性能研究
一、引言
环境问题一直是当前人类所面临的重大问题之一，尤其是大气和水污染问题使人们越发关注环境修复技术的研究和发展。作为一种绿色环保型材料，TiO2的光催化降解技术日益引起人们的关注。而由于TiO2在光催化反应中的缺陷和限制，TiO2基异质结逐渐成为研究热点。
二、TiO2基异质结的构筑
1.形貌优化
由于TiO2在晶格对齐、表面结构等方面的局限性，直接使用TiO2在光催化降解中的效率有限。因此，将TiO2与其他半导体或导体构筑TiO2基异质结，优化了TiO2的形貌，增强了其吸收效果。例如在晶体表面构筑TiO2、CdS量子点，采用上下式纵向堆积的方式形成异质结纳米柱，催化反应活性提高7倍以上。
2.电荷传输及分离
在TiO2基异质结的构筑过程中，由于不同半导体或导体间的电子互相填充会产生相关的电荷传输及分离现象。因此，通过合理设计异质结的构筑来增强电子在TiO2表面的传输和分离，进而提高反应的活性是一种可行的方案。
三、TiO2基异质结的光催化性能研究
1.光催化降解性能
将TiO2与其他材料组成异质结后，在紫外光的照射下可以显著提高反应速率。在热处理TiO2／SiO2/CdS异质结光催化降解甲基橙的实验中，观察到在60min内溶液的颜色迅速消失，表明TiO2基异质结在光催化反应过程中效果十分显著。
2.光生电化学性质
TiO2基异质结具有较好的光生电化学性质，在阳极或阴极上都可以通过光吸收说产生对应的电极化学反应。此外，电化学阻抗谱表明在太阳光照射下，TiO2／BiVO4异质结的电子传递速率比单独使用BiVO4时增加了5倍以上。
四、结论
综上，TiO2基异质结构筑是一种优化TiO2光催化降解技术的有效途径。未来的研究方向应当注重异质结的构筑方式和效果的进一步提升，同时发掘TiO2基异质结在光生电化学反应中的应用价值。