基于Ti基底上TiO2納米管陣列的生長(zhǎng)及性能研究.pdf

1、本文采用陽(yáng)極氧化法在含有NH4F和H2O的新型乙二醇有機(jī)電解液體系中,制備高長(zhǎng)徑比的TiO2納米管陣列。這種黏性電解液體系使得氧化電壓范圍拓寬為15-45V,制得的納米管管長(zhǎng)在幾微米左右,管徑大小在70-100nm之間,管壁厚在10-15nm之間。而且未經(jīng)熱處理的TiO2納米管是無(wú)定形的,當(dāng)熱處理溫度為600℃時(shí),TiO2納米管陣列主要以金紅石型存在。并將其應(yīng)用于染料敏化太陽(yáng)能電池(DSSCs)中,通過(guò)測(cè)試Ⅰ-Ⅴ曲線研究高長(zhǎng)徑比TiO2

2、納米管陣列薄膜電極的光電性能。結(jié)果表明,隨著氧化電壓的增大,其制備的納米管陣列的長(zhǎng)徑比增大,比表面積也隨之增大,導(dǎo)致其短路電流密度(Jsc)和開(kāi)路電壓(Voc)隨之增大。當(dāng)45V氧化電壓條件下氧化10h后,TiO2納米管陣列薄膜電極的Jsc和Voc分別為4.9mA/cm2和0.47v,且FF達(dá)到0.59,光電轉(zhuǎn)換效率η達(dá)1.36％。以NH4NO3為氮的摻雜源,對(duì)TiO2納米管進(jìn)行了摻雜改性研究。在0.07M HF和不同濃度NH4NO3的

3、電解液體系中采用一步陽(yáng)極氧化法制備N(xiāo)摻雜TiO2納米管陣列薄膜。結(jié)果表明:N元素可成功的摻雜到TiO2納米管中;當(dāng)熱處理溫度為500℃時(shí),N摻雜TiO2樣品以銳鈦礦型存在;摻雜N時(shí)氧化電壓在15V-20V之間,氧化時(shí)間在2h-4h之間較為合適,在該條件下制備的TiO2納米管陣列形貌優(yōu)良;相比于未摻雜TiO2樣品,N摻雜TiO2樣品發(fā)生了紅移,在可見(jiàn)光范圍內(nèi)光吸收強(qiáng)度增強(qiáng)。同時(shí),以甲基橙溶液為目標(biāo)降解物,氙燈為光源,研究N摻雜TiO2樣品