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利用X光吸收光譜探討二氧化鈦包覆碳球之蛋黃殼奈米結構的光催化降解機制與物理特性

為了解決SOL ss 2p 缺點的問題，作者許志豪 這樣論述：

本實驗在不同的退火溫度下成功合成了碳球@二氧化鈦的蛋黃殼奈米結構。這些獨特結構的奈米材料可用作光催化劑來降解新興的水污染物乙醯胺酚。通過紫外-可見吸收光譜討論了二氧化鈦中空結構和碳球@二氧化鈦蛋黃殼奈米結構的光學性質和能隙特性的變化。電子顯微鏡圖分析表明，隨著持溫時間和溫度的變化，碳奈米球（蛋黃）逐漸收縮到最終消失。此外，X光繞射圖譜證實，二氧化鈦為銳鈦礦相，其結晶度取決於退火溫度。光降解分析研究發現，當樣品在400度的持溫時間設置為0.5和1小時時，殘留有奈米碳球的樣品提高了光催化效率。XANES分析結果表明，當奈米碳球存在於二氧化鈦中空球中時，二氧化鈦奈米結構產生晶格畸變，並具有更多的氧

空位 (Vo) 和低價鈦(Ti3+)。因此，可以推斷出二氧化鈦中空球和蛋黃殼奈米結構的光催化降解效率與未佔據的Ti 3d態的晶體場分裂和軌道對稱性密切相關。此外，根據 EXAFS 分析，當存在碳奈米球時，在八面體晶格的xy平面上觀察到氧空位，導致 z 軸縮短和結構無序增加。原位 XAS 測量表明，光降解背後的光催化機制是由於碳奈米球接收移動電子，這些電子可受紫外光與可見光激發而分離。O-Ti-O的軌道對稱性變化使得三價鈦離子費米面附近混成的Ti-3dxy和O-2pπ軌域導帶中的電子流出到碳奈米球中，產生更多的導帶空位。該過程會降低電子和空穴的複合速度，從而提高光催化效率。