暴露锐钛矿高能晶面的异质结TiO_2/SrTiO_3光电化学性能研究

通过两步阳极氧化法结合水热法,制备不同水热反应时间条件下的异质结TiO_2/SrTiO_3纳米管阵列,利用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FE-SEM)、场发射投射电镜(FE-TEM)表征手段对异质结TiO_2/SrTiO_3材料进行表征,并通过开路电压谱和瞬态光电流图谱分析对异质结光催化材料的光电化学特性进行了研究,同时紫外光下降解罗丹明B(Rh.B)来研究异质结TiO_2/SrTiO_3材料的光电催化活性和耐光腐蚀稳定性.实验研究表明,TiO_2表面发生原位取代形成Sr TiO_3晶体颗粒,并促使TiO_2锐钛矿(004)晶面的趋向生长.水热1~5,h的异质结TiO_2/SrTiO_3纳米管阵列仍具有较好的催化活性.通过光电性能测试,水热反应2,h后的异质结材料表现出最好的光电化学特性.此外,光电催化结果表明,光电催化200,s、水热反应2,h的异质结材料的降解率是纯TiO_2纳米管的1.71倍,且表现出较好的耐光腐蚀稳定性.     

BiOI/TiO_2异质结的制备及可见光催化性能

以四氯化钛为钛源,硝酸铋为铋源,采用简单易控低温水解的方法,合成了BiOI/TiO_2异质结,利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等仪器对样品进行了表征.研究了BiOI/TiO_2异质结在可见光下对罗丹明B与甲基橙的催化降解性能.研究结果表明:BiOI/TiO_2 p-n结的形成,提高了可见光催化活性.100℃反应10h样品氙灯(300W,λ420nm)照射1h对罗丹明B降解率达98.6%,照射2h对甲基橙的降解率达84.3%.     

GaN/TiO_(2-x)异质结的制备以及氮化温度对其光电化学性能的影响

采用溶胶凝胶法,以硝酸镓为镓源、二氧化钛纳米粉末为钛源,制备出Ga_2O_3/TiO_2粉末材料。将样品置于不同温度下氮化,得到GaN/TiO_(2-x)粉末。利用场发射扫描电子显微镜(FESEM)、X射线衍射仪(XRD)、紫外-可见分光光度计(UV-Vis)、荧光分光光度计(PL)、表面光电压谱仪(SPV)、电化学工作站等对样品进行表征和性能测试,研究了氮化温度对样品的物相组成、微观形貌以及光电性能的影响。结果表明,氮化温度越高,Ga_2O_3被氮化的程度越高,GaN的结晶度越好。700℃下氮化时,TiO_2保持原有状态,不发生相变和还原反应;当氮化温度达到750℃时,样品中的TiO_2开始逐渐被还原为TiO_(2-x),且随着温度的升高,二氧化钛被还原的程度增大,TiO_(2-x)量增多;从800℃开始,样品中几乎不含TiO_2.紫外-可见光吸收数据显示,700℃氮化的样品吸收范围最大,900℃氮化的样品带隙最窄,而吸光度则大致随着氮化温度的升高而增大。电化学测试结果表明,850℃氮化的样品导电性最好,载流子浓度最高,且分离效率高,在-0.8 V(vs.Ag/AgCl)偏压条件下,850℃和800℃氮化的样品瞬态光电流密度最高。     

NiO/TiO2纳米管阵列异质结电极的制备及光电化学性能

采用阳极氧化方法在金属钛表面制备TiO2纳米管阵列,管内径为60~90 nm,壁厚约为15 nm,长度为600 nm,通过化学镀Ni并结合空气中热处理过程,在TiO2表面生长出NiO纳米颗粒层,厚度约为200 nm,颗粒尺寸为20~40 nm,获得异质结型NiO/TiO2纳米管阵列复合电极.结果表明,在100 mW/c...     

敏化TiO_2多孔薄膜电极的制备及其光电化学研究

以β环糊精(β-CD)为添加剂,通过改变β-CD的添加量,水热法制备多孔二氧化钛粒子,用XRD、N2adsorption-sorption等方法对其进行了表征.同时,利用这些颗粒制备出不同微观结构的纳米TiO2多孔薄膜,并利用电化学阻抗谱、光电流工作谱研究其敏化纳米TiO2多孔薄膜电极的光电化学行为.结果表明:随β-CD的加入量逐渐增加,电极的阻抗弧半径和TiO2/电解质溶液界面的转移电阻Rct数值逐渐变小、电容CPE数值及光电流IPh逐渐增大,当β-CD/TiO2=40%时,上述几个参数均为最佳值.     

CdS修饰金红石/锐钛矿混合晶相TiO_2双异质结薄膜的光催化性能研究

采用化学气相沉积法在Ti基上制备了金红石相TiO2纳米棒(A-TiO2 NRs),将其在低浓度的TiO2溶胶中浸泡后退火得到锐钛矿/金红石混合晶相TiO2核壳结构(A/R-TiO2 NRs).采用化学水浴沉积法在该结构表面修饰CdS纳米晶颗粒,得到CdS纳米晶粒修饰的锐钛矿/金红石混合晶相TiO2三元双异质结(CdS-A/R-TiO2 NRs)薄膜.将该纳米复合薄膜用做光催化剂在模拟太阳光照射下降解目标污染物甲基橙.实验结果表明,A/R-TiO2 NRs薄膜样品的光催化活性优于纯R-TiO2 NRs样品;而CdS-A/R-TiO2 NRs混合晶相双异质结薄膜的光催化活性有更显著的增强.     

TiO_2/CeO_2复合薄膜的制备及其电化学发光性质

以Ce(NO3)3.6H2O和Ti(OC4H9)4为原料,通过溶胶-凝胶法,在ITO导电玻璃基底上制备TiO2/CeO2复合薄膜.利用SEM、XRD、UV、FT-IR等测试手段对它们的形貌、晶型等进行表征.通过循环伏安法(CV)对所得薄膜的电化学发光(ECL)性质进行研究.结果表明:TiO2/CeO2复合薄膜的电化学发光性能比单纯TiO2薄膜有很大提高.     

CdS薄膜/p-Si异质结的制备及其光伏性能研究

采用喷雾热解法在p型单晶硅(Si)上制备了硫化镉(CdS)薄膜,分支结构的金属Au作为正电极、金属铟作为背电极构成CdS薄膜/Si异质结光电器件.采用X-射线衍射(XRD)和原子力显微镜(AFM)对样品的晶体微结构及表面形貌进行表征,并通过紫外可见光谱研究CdS薄膜的光学吸收性能.最后,通过数字源表Keithley24...     

纳米TiO_2/CNTs复合粉体的制备及其电化学性能

采用溶胶-凝胶法,以钛酸四丁酯为前驱体,制备了不同质量比的纳米二氧化钛/碳纳米管(TiO2/CNTs)复合粉体材料.扫描电镜和X射线衍射的测试结果表明,CNTs可以有效地抑制TiO2溶胶分子水解过程中的团聚现象,并且锐钛矿型纳米TiO2粒子可以均匀地分散在CNTs的表面;紫外一可见光漫反射吸收光谱测试结果表明,当TiO2与CNTs的质量比为5:1时,CNTs可以明显增强TiO2的吸光强度.对利用此复合粉体材料做成的ITO膜电极进行了电化学测试,CV测试表明,CNTs的引入明显减弱了TiO3在0.25 mol/LH2SO4中的氧化还原峰电流;电化学阻抗谱测试说明,与单独机械混合的情况不同,对复合ITO膜电极而言,在高频区只呈现出一个半圆,且随CNTs含量的增加,TiO2的电化学反应电阻明显增大.     

WO_3/BiVO_4薄膜光电极构建及光电转化性能

分别用聚合物辅助沉积法和金属有机物分解法制备了WO_3和BiVO_4半导体薄膜电极。利用固体紫外-可见漫反射光谱、电化学阻抗和线性扫描伏安法,对WO_3和BiVO_4半导体薄膜电极的能带结构进行了表征。制备了WO_3/BiVO_4异质结复合光电极,并通过扫描电子显微镜、X射线衍射和X射线光电子能谱,对该复合光电极的断面形貌、晶型结构和物质组成进行了分析。最后,对WO_3/BiVO_4复合光电极的光电转化性能进行了研究。研究结果表明:均为单斜晶型的WO_3和BiVO_4之间形成了膜厚约为450 nm的II型异质结;在施加相对于可逆氢电极1.23 V的电势时,WO_3/BiVO_4光电极的光电流密度可以达到1.926 m A/cm~2,表现出了良好的光电转化性能。     

高活性异质结TiO_2/SrTiO_3纳米管阵列及其光电催化性能

首先通过阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列薄膜,以TiO2纳米管为初始反应物和模板,在Sr(OH)2溶液中水热反应,然后热处理,合成了异质结TiO2/SrTiO3纳米管阵列.采用X射线衍射(XRD)、场发射扫描电子显微镜(FESEM)、场发射透射电子显微镜(FE-TEM)、X射线光电子能谱(XPS)和激光拉曼(Raman)光谱测试手段对样品进行表征.最后通过紫外光照下亚甲基蓝(MB)的降解速率,评估异质结TiO2/SrTiO3光电催化活性.结果表明:部分TiO2发生原位取代在高度有序的纳米管表面形成了SrTiO3,并促使TiO2锐钛矿(004)晶面的取向生长;与纯TiO2纳米管相比,该异质结TiO2/SrTiO3活性提高非常明显,特别是阳极氧化2 h异质结TiO2/SrTiO3,光电催化15 min,MB降解率高达99.66%.此外,讨论了异质结纳米管长度对光电性能的影响.本文所提出的合成异质结TiO2/SrTiO3纳米管阵列的方法,为异质结TiO2/ATiO3(A=Ca、Ba等)复合材料的合成提供了基础.     

W掺杂和电化学表面处理制备高光电化学性能的BiVO_4光阳极（英文）

通过滴涂的方法合成了W掺杂BiVO4光阳极.通过XRD、紫外—可见吸收光谱、扫描电镜(SEM)对BiVO4光阳极进行表征,并对BiVO4光阳极进行了光电化学表征.为了提高W掺杂BiVO4光阳极的光电性能,对W掺杂BiVO4光阳极的制备条件进行了优化.光电化学测试结果表明电化学表面处理能够提高W掺杂BiVO4光阳极的光电化学性能.说明W掺杂和电化学表面处理可以增加BiVO4光阳极光电流.并进行了BiVO4光阳极光电流增加的机理分析.     

金刚石薄膜/立方氮化硼异质结的制备

利用高温高压合成的立方氮化硼单晶材料,采用恒浓度高温扩散方法制备n型立方氮化硼半导体材料。通过化学气相沉积方法在n型立方氮化硼上外延生长p型金刚石薄膜。在此基础上,通过欧姆接触电极的制作,制备出金刚石薄膜／立方氮化硼异质pn结,并给出pn结的伏安特性曲线。     

TiO_2纳米管薄膜的制备及其光电性能研究

将水热法制备的TiO2纳米管在600℃下焙烧,用焙烧产物制备染料敏化太阳能电池中的薄膜电极,同时与未焙烧的TiO2纳米管制备的薄膜电极进行光电性能比较。结果表明,600℃焙烧纳米管产物制备的薄膜电极短路电流和开路电压分别达到17.45mA/cm2和0.60V,光电转化效率提高到5.65%,高于未焙烧的TiO2纳米管制备的薄膜电极相应值,且机械性能良好,不易剥落。     

ZnFe_2O_4/TiO_2薄膜的制备及其可见光活性的研究

通过溶胶-凝胶法,结合浸渍-提拉工艺,制备了具有可见光活性的ZnFe2O4/TiO2薄膜,拓展了TiO2光谱响应范围,实现可见光活性。以一定浓度的甲基橙溶液为目标污染物,分别讨论了掺杂量、不同热处理温度等因素对光催化活性的影响,寻求较佳的光催化薄膜工艺参数。甲基橙溶液的降解结果表明掺杂后光催化剂的可见光光催化活性有所提高。另外,通过XRD和紫外-可见吸收光谱分析,初步探讨了光催化剂降解有机物的机理及其影响因素。     

硫化镉/石墨烯/TiO_2纳米棒阵列的光电化学性能

采用水热法在掺氟导电玻璃(FTO)上生长TiO_2纳米棒阵列。通过电化学伏安法将氧化石墨烯还原并沉积在TiO_2纳米棒阵列上,再经过化学水浴沉积硫化镉,形成Cd S/石墨烯/TiO_2阵列复合材料。用X射线衍射仪、扫描电子显微镜及X射线能量色散仪对样品的晶型、形貌以及成分进行分析。通过电化学工作站表征样品交流阻抗、开路电位、光电流响应及光化学能转换效率。结果表明,复合材料的电荷转移电阻约是未修饰的TiO_2纳米棒阵列的1/17,光电流比未修饰的TiO_2纳米棒阵列提高约2.5倍,在外加电压为-0.6 V时可达到2.2%。     

具有三维异质结构的CdSe/TiO_2纳米管阵列薄膜制备及性能测试

首先采用阳极氧化法制备TiO_2纳米管阵列,结合不同的电化学方法制备具有三维异质结构的CdSe/TiO_2纳米管阵列复合薄膜。结果表明:电解液中加入酒石酸钾钠,采用循环伏安法和恒压沉积法都得到了分散性好,尺寸小而均匀分布的CdSe纳米颗粒。特别是采用循环伏安法制备CdSe/TiO_2纳米管阵列薄膜时,得到直径为15～20nm的立方相CdSe颗粒,且均匀地分布在TiO_2纳米管管内和管口,能够充分地利用TiO_2纳米管阵列的三维结构,形成具有三维异质结构的CdSe/TiO_2纳米管阵列复合薄膜。光电性能结果表明测试,这种具有三维异质结构的CdSe/TiO_2纳米管阵列复合薄膜能够充分利用太阳光,并有效地促进光生载流子的分离和传输,呈现出最佳的光电化学性能。     

双源真空蒸发制备CdS/CuInSe_2多晶异质结薄膜太阳电池

用双源真空蒸发制备CdS/CuInSe2多晶异质结薄膜太阳电池,并对电池的性能进行测试.在AM1.5,100mW/cm2的碘钨灯下,对1cm2的太阳电池测得其最大转换效率为6.2%.     

TiO_2/SiO_2的制备及其光催化性能

采用溶胶 -凝胶法制得 Si O2 胶体 ,并将其与锐钛型 Ti O2 微粒复合制得 Ti O2 / Si O2 催化剂 .用透射电镜 (TEM)观察表面形貌 ,用红外光谱 (IR)和 X-射线衍射 (XRD)表征其结构 .以敌敌畏溶液等为体系 ,考察了 Ti O2 / Si O2 的催化性能 ,同时与单一的锐钛型 Ti O2 作对比 .结果表明 ,Ti O2 / Si O2 具有比 Ti O2 更强的光催化性能     

ZnO/Cu2O异质结的制备及其光电性能研究

通过两步法制备了由ZnO纳米棒阵列和Cu2O薄膜组成的异质结。首先利用低温湿化学法在掺氟的SnO2导电玻璃(比较FTO)上生长ZnO纳米棒阵列,然后在ZnO纳米棒阵列上通过水热法继续生长Cu2O薄膜,形成ZnO/Cu2O异质结。通过扫描电子显微镜和X射线衍射仪的表征结果得知,ZnO纳米棒阵列具有很好的c轴取向性,其长度为1μm;而Cu2O薄膜的厚度为1.5μm,其(111)面优先沿ZnO的(002)面外延生长。与ZnO纳米棒阵列相比,ZnO/Cu2O异质结在可见光范围内吸收强度明显增强。在模拟太阳光照射下(AM 1.5,100mW/cm2),由ZnO/Cu2O异质结构成的太阳能电池器件的开路电压为0.36V,短路电流密度为7.8mA/cm2,对应的填充因子为31%,光电转换效率为0.86%。