ITO/M3d-TiO2/CdS纳米结构多孔膜电极的光电化学

利用水热法制备了几种过渡金属离子(Zn2+、Co2+、Cu2+)掺杂的TiO2复合纳米粒子(表示为M3d-TiO2),测定了M3d-TiO2纳米结构多孔膜电极和用CdS敏化各掺杂电极的光电流作用谱和光电流-电势曲线.实验结果表明,在所研究的M3d-TiO2电极中,只有Zn2+-TiO2电极的光电流大于未掺杂的TiO2纳米结构多孔膜电极.用CdS敏化各掺杂电极,避免了电子损失,大大提高了光电转换效率,讨论了敏化电极的光电转换机理.     

Li~+离子掺杂TiO_2纳米粒子的表面光电性能研究

采用溶胶-凝胶法制备了纯的和掺Li+的TiO2纳米粒子,利用XRD、XPS、UV-Vis和表面光电压谱(SPS)测试技术对样品结构进行了表征.分析了不同退火温度及不同Li+掺杂量对TiO2纳米粒子表面光电性能的影响,讨论了Li+掺杂对TiO2纳米粒子表面光电性能影响的机制.实验结果表明:Li+掺杂TiO2在退火温度600℃时已完全转化为金红石相,相对于纯TiO2而言,Li+掺杂降低了相转化温度;退火温度为500℃,Li+掺杂量为1%的TiO2纳米粒子的表面光电压显著增强,这可能与Li+掺杂所引起的光吸收能力的提高以及缺陷有关.     

酸度对偏钛酸水热法合成纳米TiO2的影响

考察了酸度对偏钛酸作前驱体水热合成TiO2纳米粒子的影响,结果表明,该法合成的TiO2纳米粒子为锐钛矿型,增加酸度有利于提高合成的TiO2纳米粒子的粒径并获得较高的光电转换效率.     

Fe3+掺杂对TiO2光催化氧化甲醇的影响

用改进的溶胶-凝胶法制备了一系列Fe^3 掺杂的TiO2光薄膜电极,并将其应用到甲醇光电氧化中．当掺杂Fe^3 的质量分数为0．25％、焙烧温度为400℃时光催化氧化甲醇的效果最好,通过SEM,XRD,UV等手段的表征,进一步验证了掺杂对一定粒径范围内的纳米TiO2粒子有效．     

TiO2/P3HT复合太阳能电池的制备和性能研究

用简单易行的一步水热法在透明导电玻璃FTO上制备了直径、密度及取向可控的TiO2纳米阵列,FTO同时作为底电极,用旋涂法将有机P型聚合物P3HT复合到阵列表面,磁控溅射制备Pt电极,组装TiO2/P3HT有机无机复合太阳能电池.通过XRD、SEM、紫外-可见光谱仪、I-V/J-V特性曲线等表征TiO2阵列薄膜及器件的结构、形貌和光电特性.研究制备TiO2纳米阵列的水热时间及无水乙醇的量对薄膜质量及复合太阳能电池光电性能的影响.通过优化各项参数,FTO/TiO2/P3HT/Pt简单双层结构的光器件在AM1.5,光强100mW/cm2下开,路电压Voc达到0.50V,光电转换效率IPCE达到0.11%.     

TeO2/TiO2纳米复合物的制备与表征

为改善TiO2的光电性质,笔者采用溶胶-凝胶法制备了TeO2/TiO2纳米复合物.分别用SEM、XRD、EDX、IR、UV-Vis等对产物进行了一系列表征,结果表明,复合物TeO2/TiO2为粒径20 nm左右的均匀球形锐钛矿相纳米粒子.     

掺杂La3+对纳米TiO2薄膜电极光电催化氧化甲醇的影响

采用改进的溶胶-凝胶法制备了一系列La^3＋掺杂的纳米TiO2薄膜电极．由SEM图可以看出，镧的掺杂使电极表面粒径变小；通过光电化学方法研究发现，当掺杂La^3＋的摩尔分数为0．50％时光电流最大，是纯TiO2电极的2．25倍．用瞬态光电流谱研究了电极在甲醇溶液中的光电转换过程，结果说明TiO2薄膜为N型半导体，镧离子的掺杂改变了电极的表面形貌。     

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.     

纳米TiO2-Pt修饰电极的制备及电催化性研究

以钛酸丁酯为原料,采用溶胶-凝胶法（sol—gel）制备了纳米TiO2（nano—TiO2）粉末,用FTIR和激光粒度分析仪测定了合成纳米TiO2的红外光谱特征及其粒径;用循环伏安法研究了裸Pt电极和涂膜法制备的Pt／nano—TiO2修饰电极在不同浓度的Mn^2＋溶液中的循环伏安特征。研究结果表明合成的纳米TiO2颗粒粒径为300-400nmTiO2修饰电极对Mn^2＋具有较好的电催化性能。     

用气凝胶形式保存纳米TiO2光催化剂防团聚的研究

以钛酸正丁酯为原料,用溶胶—凝胶过程超临界CO2萃取法制备具有锐钛矿晶型结构的纳米TiO2气凝胶,用XRD、TEM、BET等分别对初生态气凝胶粒子、在常态下以气凝胶形式保存了360d的TiO2纳米粒子及以初生态气凝胶的粉体保存了360d的TiO2粒子进行表征,以光催化降解罗丹明B为模型反应.结果表明,以气凝胶形式保存纳米粒子能有力地防止纳米粒子的团聚,并基本保持初生态气凝胶粒子光催化降解罗丹明B的能力.     

Fe3+的不同掺杂方式对TiO2光电催化氧化甲醇的影响

掺杂Fe^3 可以对TiO2光催化剂进行改性,而且不同的掺杂方式可导致光电催化氧化活性不同．测定了以不同方式掺杂同量Fe^3 的TiO2薄膜电极光电催化氧化甲醇的电流值,并通过SEM和EIS进行了表征,为研究电极的光催化氧化机理提供了电化学依据．     

电化学沉积四氨基酞菁镍敏化纳米TiO2电极

为寻找高效低成本的染料及其在纳米晶体表面新的键合方式,用电化学方法制备了四氨基酞菁镍敏化纳米T iO2电极.用阳极氧化水解法和丝网印刷法制备纳米T iO2电极,以此为工作电极研究了四氨基酞菁镍在N,N-二甲基甲酰胺(DMF)和二甲基亚砜(DM SO)中的循环伏安曲线,分析了四氨基酞菁镍的氧化还原电位.用恒电位沉积制备了四氨基酞菁镍敏化纳米T iO2电极,探讨了沉积电位及时间对电极性能的影响.实验结果表明,在1.0V恒电位沉积得到的电极光电性能最好,沉积时间24h电极性能趋于稳定,实验证明以电化学沉积法制备的敏化T iO2电极的光电性能高于自组装法.     

聚噻吩修饰纳米结构TiO2膜电极光电性能研究

用光电流作用谱、光电流-电势图等光电化学方法研究了聚噻吩(PTh)膜和纳米结构TiO2/聚噻吩(ITO/TiO2/PTh)复合膜的光电转换性质。结果表明,PTh膜的禁带宽度为2.02eV,价带位置为-5.86 eV,导带位置为-3.84 eV。在ITO/TiO2/PTh复合膜电极中存在p-n异质结,在一定条件下异质结的存在有利于光生电子-空穴对的分离,PTh修饰ITO/TiO2电极可使光电流产生波长发生明显红移,从而提高了宽禁带半导体的光电转换效率。在实验条件下,单色光的光电转换效率最高可达到13%。     

热氧化法制备 TiO2薄膜电极及其光电流性能

采用热氧化钛片的方法制备了TiO2薄膜电极,然后利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、荧光光致发光（PL）、拉曼光谱（Raman）、光电流和光电压等实验技术进行表征,考察了不同热处理温度对薄膜的形貌、晶相结构、光学性质和光电流性能等的影响．结果表明：随着热处理温度由3000C提高到600℃,在钛片表面上逐步生成晶粒细小、多孔且荧光强度逐渐降低的纯金红石TiO2薄膜,并可获得分别为0．154mA／cm2和0．3V的最大阳极光电流和光电压,而继续增大热处理温度虽有助于氧化膜的形成,但光电流和光电压则急剧减小．因该热处理方法具有操作简单、生成的表面膜与基底的附着性好且光电性能稳定等特点,使其在TiO2膜电极制备方面有较好的应用前景．     

电解共沉积二氧化钛对电解二氧化锰充放电可逆性能的影响

用分散电镀进行TiO_2与MnO_2电解共沉积生产EMD—Ti。将以EMD—Ti为正板材料的碱性锌锰电池,在相同条件下,跟I.C.样品及未掺钛的电解二氧化锰样品对比,检测其充放电循环次数及放电累积容量,以此衡量其充放电可逆性能。实验结果表明,用EMD—Ti作为正极材料的碱性锌锰电池,充放电循环次数达92次,未掺钛样品为58次,I.C.No.1样品为57次,说明电解共沉积TiO_2可以改善MnO_2的充放电可逆性能。     

三甲川菁染料敏化SnO2纳米结构电极的光电化学

研究了三甲川菁敏化SnO₂纳米结构电极的光电化学行为。结果表明,三甲川菁染料电子激发态能级位置能与SnO₂纳米粒子导带边位置相匹配,从而使用该染料敏化可以显著地提高SnO₂纳米结构电极的光电流,使SnO₂纳米结构电极吸收波长红移至可见光区和近红外区,光电转换效率得到明显改善,IPCE值最高可达28.9%。     

掺铜TiO2的制备及其光催化降解铝试剂1的研究

采用sol-gel法和高温灼烧制备了掺杂不同量的Cu^2 的TiO2／glass膜及纳米TiO2颗粒．研究了其对铝试剂的光催化降解过程,并由紫外吸收光谱对降解的中间产物进行了初步探讨．结果表明掺杂量为0．07％的Cu^2 时,光催化活性最佳．结合压电传感技术在线检测了不同气体氛围对TiO2光催化剂催化效果的影响,定量说明O2有利于光催化,而N2对其有抑制作用．     

硫化镉/Ru(Ⅱ)配合物复合敏化ZnO纳米晶多孔膜电极的光电化学

用光电流作用谱,光电流-电势图和UV-Vis吸收光谱研究了CdS和RuL2(NCS)2(L=2, 2'-bipyriclyl-4-4'-dicarboxylic acid)复合敏化ZnO纳米晶电极的光电化学行为。实验证实采用复合敏化比分别用CdS或Ru(Ⅱ)配合物单独敏化ZnO纳米晶电极效果好,通过复合敏化可防止导带上由光注入产生的电子的反向转移而避免了电子的损失。复合敏化电极使可见光光吸收增加,光电流起始波长红移至大于600nm,光电转换效率明显提高。     

一维纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极的制备及光电性能

采用静电纺丝的方法,通过调节前驱体液中SnCl₂·2H₂O的质量分数,制备了直径为90~180nm的SnO₂纳米线,经TiCl₄溶液水解处理制备得到了SnO₂/TiO₂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SnO₂/TiO₂ 纳米复合薄膜电极的光电化学性质。结果表明,当SnCl₂·2H₂O质量分数为3%时,SnO₂/TiO₂ 复合薄膜电极的光电流密度达到最大;随后将其与TiO₂、SnO₂薄膜电极相比,SnO₂/TiO₂ 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90min后可达到95%,而TiO₂仅为56%、SnO₂为58%。