一维纳米SnO2／TiO2复合薄膜电极的制备及光电性能.pdfVIP

第 38卷 第 5期 北京化工大学学报 (自然科学版) V01．38．No．5 201I正 JournalofBeijingUniversityofChemicalTechnology(NaturalScience) 20l1 一 维纳米 SnO2／TiO2复合薄膜 电极的 制备及光电性能 化一宁 王东亭 张 晗 陶 霞 (北京化工大学 纳米材料先进制备技术与应用科学教育部重点实验室，北京 100029) 摘 要 ：采用静 电纺丝的方法 ，通过调节前驱体液 中SnC1·2HO的质量分数 ，制备 了直径为90～180nm 的SnO 纳米线，经TiC1溶液水解处理制备得到了SnO／TiO：薄膜电极。使用 SEM和 EDS对薄膜电极进行表征，通过线 性扫描伏安法和光 电催化测试 ，分析研究了SnO ／TiO纳米复合薄膜 电极的光电化学性质。结果表 明，当SnC1· 2HO质量分数为3％时，SnO ／TiO复合薄膜 电极的光 电流密度达到最大；随后将其与TiO 、SnO 薄膜 电极相 比， SnO ／TiO复合薄膜 电极产生的光电流明显增大；复合薄膜电极对罗丹明B(RhB)的光电催化降解率在90rain后可 达到95％，而TiO2仅为56％、SnO2为58％。 关键词：静 电纺丝 ；SnO2／TiO；复合薄膜；光 电性能 中图分类号 ：TB332 近年来已有报道采用静 电纺丝的方法制备 SnO ／ 引 言 TiO 复合体系 ，但大多是以TiO 为基底采用 SnO：是一种典型的宽带隙的n型半导体材料， 混合前驱体液进行纺丝的方法制备 SnO ／TiO：复合 已应用到太阳能电池、气体传感器、电极材料等诸多 体系，而未见采用静电纺丝制备SnO 纳米线为基底 领域 。 ，受到 了科 学家极大 的关注 。一维纳米 再附着 TiO 颗粒 的文献报道。 SnO：，包括纳米线、纳米纤维、纳米带、纳米棒等，其 本文讨论采用静电纺丝制备 SnO 纳米线，通过 制备方法主要包括气相沉淀法、热氧化、热蒸发、熔 调节前驱体液中SnC1：·2H：O质量分数调控直径 ；经 融盐法、自催化生长、静 电纺丝等 ，与之相关的 TiC1溶液水解处理制备 SnO／TiO 复合薄膜电极； 报道也逐年增多，其 中静电纺丝是这些制备方法 中 并对比研究纳米 TiO 、SnO：和 SnO ／TiO：3种薄膜 最简单、最经济的一种。 电极的光电性能和光电降解速率 。 由于 SnO 带隙比较宽，而导带位置较低 ，电子 l 实验部分 更难以激发，因此一般选用带隙相对 比较窄，而导带 位置较高的半导体修饰。关于 SnO ／TiO 复合体系 1．1 原料试剂及仪器 聚乙烯吡咯烷酮 (PVP，重均分子量 130万)， 已有报道 ¨，研究表明由于这两种半导体材料能 AcrosOrganics；氯化亚锡 (SnCI2·2H2O)、N，N一二 甲 级匹配 ，光生电子和空穴可以有效分离 ，复合几率减 基甲酰胺 (DMF)、四氯化钛 (TiC1)、无水 乙醇、硫酸 小，从而可以提高SnO：／TiO：复合体系的光电性能。 钠 (NaSO )，分 析 纯，北 京 化 工 厂；罗丹 明 B 但是研究者大多是 以溶胶一凝胶法或气相沉淀法制 (RhB)，分析纯 ，北京化学试