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气液界面反组装纳米半导体薄膜及其光电化学性能
摘 要
近年来，半导体薄膜材料受到广泛的关注，被大量应用于太阳能
电池、光电化学分解水制氢、光电子器件、光学器件、生物医药等各
个方面。本文发展了气／液界面反应组装法，制备了Bi203／Bi2S3复合
薄膜、CdS薄膜和Ti02薄膜，并研究了这些纳米组装半导体薄膜在
光电化学性能和分解水制氢方面的应用。具体内容如下：
1．气／液界面反应组装制备Bi203／Bi2S3纳米复合半导体薄膜。将
酸性Bi(NO。)：溶液与氨水和硫化铵溶液的蒸汽接触，在气／液界面快
速制备了Bi203／Bi2S3纳米复合薄膜；研究了蒸汽接触方式和时间对
Bi203／Bi2S3复合半导体纳米薄膜的光电化学性能的影响，并与单种
Bi203或Bi2S3纳米粒子薄膜的光电性能进行了对比。结果表明，复合
薄膜表现出更好的光电化学性能，并对此给出了合理解释。
2．气／液界面反应组装制备CdS纳米薄膜。通过在CdCl2溶液表
面滴加硫化钠的乙醇水溶液和表面活性剂十二烷基硫酸钠(SDS)，
快速获得了CdS纳米半导体薄膜。研究了该薄膜在含有不同牺牲剂
的溶液中和可见光照射条件下的光电化学性能。我们发现，在碱性甲
醇溶液中CdS纳米薄膜在可见光照射下光电化学分解水制氢的过程
中转变为黑色的Cd／Cd(OH)2／CdS纳米复合薄膜，有利于增强其光电
化学性能。
3．气／液界面反应组装制备TiO：纳米半导体薄膜。将配制好的钛
酸四异丙酯的乙醇水溶液滴在一定温度的去离子水表面，即可在该溶
液表面形成Ti02膜，再滴入十二烷基硫酸钠(SDS)，则得到一层更
致密的白色Ti02膜。考察了溶液温度和组装膜层数对Ti02纳米半导
体薄膜光电化学性能的影响，并进一步研究了阴极处理对其光电化学
性能的影响。
关键词：气／液界面反应，组装，半导体，薄膜，光电化学。
ABSTRACT
Inrecent filmsofnano—scalesemiconductor
years，thin photoelectric
materialshaveattractedwideattentionbecausetheirwide in
applications
solar from
photoelectrochemicalcells，hydrogenproduction
SOon．Inthis
fabricatedthinfilmsof
thesis，we Bi203／Bi283
nanocomposite
filmsofCdSor at
semiconductors，thinTi02
nanoparticlesgas／liquid
studiedtheir and
interface，and photoelectrochemical
properties
mainresearch
photoelectrochemicalhydrogenproduction．The contents
areasfollows：
1． FabricationofthinfilmsofBi203／Bi2S3nanocomposite
at
s
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