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高度有序的TiO_2纳米管阵列光催化性能研究
摘要：本文研究了高度有序的TiO_2纳米管阵列的光催化性能。结果表明，高度有序的TiO_2纳米管阵列光催化性能较好，具有很高的催化活性和稳定性。本研究对于进一步研究光催化反应、治理环境污染等方面具有重要意义。
关键词：TiO_2纳米管阵列；光催化性能；催化活性；稳定性
正文：TiO_2作为一种具有广泛应用前景的功能材料，具有优良的光催化性能，可被用于治理环境污染、光电催化、纳米复合材料等研究领域。与传统TiO_2微粒相比，TiO_2纳米管阵列因其高度有序的特点，具有更好的光催化性能。
本研究通过溶胶-凝胶法在玻璃基底上制备高度有序的TiO_2纳米管阵列。通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)和傅里叶变换红外光谱(FTIR)等表征方法分析其表面形貌、晶体结构和化学成分。
结果表明，所制备的TiO_2纳米管阵列具有高度有序、连续性好、管径均匀等特点。XRD图谱表明其晶体结构为锐钛矿相。FTIR光谱图展示了Ti-O-Ti键等结构信息，进一步印证了其为纳米管状结构。
光催化性能测试表明，TiO_2纳米管阵列在紫外光照射下能有效降解罗丹明B(RhB)。并对比了普通TiO_2微粒和TiO_2纳米管阵列的光催化性能，结果表明，TiO_2纳米管阵列的光催化性能明显优于普通TiO_2微粒，具有更高的催化活性和稳定性。因为TiO_2纳米管阵列的管壁具有大的比表面积和更高的表面反应活性位点，光催化反应过程中，光子被吸收后，即可转化为活性离子和离子对，进而促进反应速率，提高反应效率。
综上所述，本文研究了高度有序的TiO_2纳米管阵列的光催化性能，通过SEM、TEM、XRD和FTIR等表征方法，分析了其表面形貌、晶体结构和化学成分，并且测试了其在紫外光照射下的光催化性能。结果表明，高度有序的TiO_2纳米管阵列具有很高的催化活性和稳定性。本研究为进一步研究光催化反应、治理环境污染等方面提供了新的思路和方法。