改性tiolt;,2gt;纳米管陈列膜电极的制备、表征及其光电性能.pdf

ⅢrJ rPflJr l r[rlllfflflJIIIr[1lIJfffF[IF 改性Ti02纳米管阵列膜电极的制备、表征及其光电性能 ＼1 改性Ti02纳米管阵列膜电极的制备、表征及其光电性能 专业：物理化学申请者：黄凤翔导师：南俊民教授；肖信高级实验师 摘要 纳米Ti02是一种重要的无机功能材料，在光催化降解大气和水中的污染物、染料敏化 太阳能电池、气敏传感器、光解水制氢等方面有着广阔的应用前景。但是，Ti02必须在高 能量的紫外光下才能被激发，这就给Ti02的实际应用带来了很大的困难。另外，Ti02作为 光催化剂存在半导体载流子复合率高，量子效率低等缺点，也限制了它的应用。与其它形 态的Ti02相比，Ti02纳米管阵列具有更大的比表面积、更强的吸附能力、高效的电子传输 通道，通过改性Ti02纳米管阵列有望在提高Ti02已有性能的同时，获得新的功能特性。 本文通过查阅文献资料，在前人研究的基础上，围绕Ti02阵列膜电极的修饰和掺杂展 开研究，成功地提高了Ti02的光电性能。主要工作及结果如下： 1．用低温熔盐一电镀法在钛基体上沉积一层Cu．Ti合金膜，再通过阳极氧化法得到 管膜电极与Ti02阵列膜电极相比，在可见光区存在明显的吸收。 2．使用新方法，制备出一种不同于文献报道的铜氧化物／Ti02复合材料电极。首先在 铜氧化物／Ti02复合材料。通过材料的荧光分析和光电流测试，分析材料在光照条件下电子 改性TiO：纳米管阵列膜电极的制各、表征及其光电性能 面，则会增加电子．空穴复合的数目，使光电流下降，而且光生电子和空穴需经过较长时间 才能迁移到表面，这样e-／h+复合机率就大，光电流密度降低。(4)铜氧化物仅沉积在纳米 管阵列Ti02孔道中时不仅将纳米管的光响应范围扩展到可见区，而且还提高了光生电子． 空穴的分离效率。 结果表明：(1)铋氧化物修饰Ti02纳米管电极材料提高了光生电子．空穴的分离效率，所修 饰的Ti02电极材料的光电流有了显著的提高。(2)当修饰的铋氧化物量过多时，阻碍了电 子和空穴向表面的传递，Ti02表面铋氧化物成为电荷载流子的复合中心，导致光电流密度 管阵列电极。而CMC浓度过高时，由于粘度过高，反而不利于铋离子进入Ti02纳米管阵 面，所需的激发光频率变低，从而使复合纳米材料在可见区域的光学吸收有明显的增强(5) 转变的相变温度升高。 关键词：Ti02；纳米管阵列薄膜：光电性能；修饰电极；阳极氧化；融盐电镀；电沉积 Ⅱ AND PROPERTⅡ洛OF SYNIHESIS、CHARA(了ERIZAnONPHOT．oEI，E(丌ROCHEMICALMoD琢岫 Tn=ANII7MNUNOTUBEARRAySFILMELECTRoDE SYNTHESI I ZAT1 0NANDPHOTOELECTROCHEMI CAL S，CHARACTER PROPERTl ES0FMODI FI EDTl TANl UMNUNOTUBEARRAYSFl LM ELECTRODE Xiao Chemistry Nan；Xin Major：PhysicalName：FengxiangHuangSupervisor：Jtmmin ABSTRACT Nano—titania,ail functional inthefieldof importantinorganic material，findsusing