二氧化鈦、氧化鋅納米棒陣列制備、改性及其光電化學(xué)性能研究.pdf

1、本文利用常規(guī)簡(jiǎn)便水熱法在導(dǎo)電玻璃(FTO)上利用外延生長(zhǎng)出了二氧化鈦和氧化鋅納米柱狀陣列光電化學(xué)電極,并對(duì)其形貌,長(zhǎng)徑比進(jìn)行了合成條件的探索和優(yōu)化。在此基礎(chǔ)上,考慮到二氧化鈦和氧化鋅均為寬禁帶半導(dǎo)體(帶寬均大于3 eV),只能吸收利用有限的紫外光,而太陽光光子的大部分能量集中在可見光光區(qū),本文通過拓展光電極的光吸收性能以提高其光電化學(xué)性能。對(duì)于納米柱狀 TiO2我們研究了用葡萄糖浸漬后煅燒的方式對(duì)其進(jìn)行碳摻雜改性的方法,雖然紫外可見吸收

2、光譜(UV-vis)沒有非常明顯的紅移,但是標(biāo)準(zhǔn)光強(qiáng)條件下測(cè)試光電極的光電流電壓曲線(I-V)測(cè)試結(jié)果表明改性后的樣品有明顯的光電流的提高。X射線衍射(XRD)結(jié)果說明實(shí)驗(yàn)所得到的是金紅石型二氧化鈦,而且低濃度碳摻雜并不會(huì)改變二氧化鈦的晶型。
　　掃描電鏡(SEM)結(jié)果表明柱狀TiO2成長(zhǎng)方體形狀,長(zhǎng)度約1 m,寬度約100 nm左右;而對(duì)于納米柱狀ZnO的改性,本文通過簡(jiǎn)單水熱法,以硫脲作為硫源,通過乙二胺與鎘離子形成的絡(luò)合離子

3、作為控制ZnO表面的CdS取代和沉積作用的中間體,實(shí)現(xiàn)了對(duì)納米柱狀氧化鋅陣列的形貌控和禁帶寬度更小的硫化鎘( Eg=2.42 eV)以及ZnxCd1-xS固溶體的沉積優(yōu)化。從 UV-vis結(jié)果可以很好地看到隨著 CdS和ZnxCd1-xS的成功沉積以及其沉積量的改變使得所得到的光電極的光吸收范圍從380 nm左右擴(kuò)展到了510 nm左右。通過SEM觀察不同條件下的光電極可以看出,隨著乙二胺與硝酸鎘的比例不同,其形貌從單純的柱狀變?yōu)榛钭?/p>