掺杂二氧化钛辐射吸收特性分析(3)

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图17掺杂（5%）二氧化钛与理想二氧化钛的吸收率曲线 20

图18掺杂（5%）二氧化钛与理想二氧化钛的透射率曲线 21

图19不同掺Cu浓度下的二氧化钛与理想二氧化钛的反射率曲线 22

图20不同掺Cu浓度下的二氧化钛与理想二氧化钛的吸收率曲线 23

图21不同掺Cu浓度下的二氧化钛与理想二氧化钛的透射率曲线 23

图22不同掺Ag浓度下的二氧化钛与理想二氧化钛的反射率曲线 24

图23不同掺Ag浓度下的二氧化钛与理想二氧化钛的吸收率曲线 25

图24不同掺Ag浓度下的二氧化钛与理想二氧化钛的透射率曲线 25

图25不同掺Ni浓度下的二氧化钛与理想二氧化钛的反射率曲线 26

图26不同掺Ni浓度下的二氧化钛与理想二氧化钛的吸收率曲线 26

图27不同掺Ni浓度下的二氧化钛与理想二氧化钛的透射率曲线 27

1 引言（或绪论）

掺杂是在一种材料（即基质）中掺入少量其他物质或化合物，以改变材料的性质和性能，从而使其实际应用范围或用途更加广阔的过程。实验证明，掺杂是能够使材料改性的重要手段之一，掺杂材料一般都能够体现出比未掺杂的材料更好的应用价值。目前，掺杂材料已成为热电材料、光学材料、太阳能电池材料、信息材料、锂离子电池材料等材料的重要组成部分，属于热点的前沿研究课题。文献综述

本文研究对二氧化钛进行掺杂改性，以改善二氧化钛对光的辐射和吸收性能，提高二氧化钛材料对光的利用率，从而拓宽二氧化钛在实际生活中的应用范围。并且详细比较分析不同掺杂物质对二氧化钛的辐射吸收特性的影响。二氧化钛作为一种常见的光学材料，已经越来越多地被使用在社会各个领域，而提高二氧化钛材料对光的辐射吸收性能也成为了研究的热点。

1．1 二氧化钛材料的研究进展

1972年，Fujishima和Honda发现二氧化钛光照下具有分解水的性能后，引起了人们对半导体光学材料的浓厚兴趣。1976年，J.H.Cary发现紫外光照射下的二氧化钛能够使难以降解的有机化合物多氯联苯脱氯，更是引起了人们对二氧化钛材料的广泛重视[1]。

近几年来，光学材料在环境净化、污染处理等方面得到越来越广泛的应用。通常能够作为光学材料的有TiO2、ZnO、WO3、CdS、ZnS、SrTiO3和Fe2O3等，其中由于TiO2对多种有机物有比较明显的降解效果，更是使其获得了巨大发展空间，具有更加广阔的应用前景。

1.1.1 二氧化钛材料的反应机理

二氧化钛材料之所以可以在一定光照条件下作为光学材料，与它自身的结构和特征有关。二氧化钛的能带结构一般由低能价带和高能导带构成，价带和导带之间存在禁带。当能量大于或等于能隙的光子照射到二氧化钛材料上时，二氧化钛材料吸收光子能量，产生电子-空穴对。在能量的作用下电子与空穴分离并迁移到离子表面的不同位置，参与加速氧化还原反应，还原和氧化吸附在表面上的物质。光生空穴有很强的得电子能力，可夺得二氧化钛材料表面有机物或溶剂中的电子，使原本不吸收光的物质被激活氧化；电子也具有强还原性。因此活泼的电子、空穴穿过界面，都有能力还原和氧化吸附在二氧化钛材料表面的物质[2]。