TiO_,2_电极的制备及其光电化学性质研究.pdf

复旦大学
硕士学位论文
TiO<,2>电极的制备及其光电化学性质研究
姓名:徐红
申请学位级别:硕士
专业:物理化学
指导教师:江志裕
20040501
摘要从交流阻抗结果和—方程可以得到湍擅譇疶疶从光电流及砺鄣贸鰊伍和纳米//电极在太阳能电池是⋯种将太阳能直接转变为电能的装置。由于其较高的热稳定性和光电化学稳定性,是一种具有良好应用前景的光阳极半导体材料。但是,电转换效率,比较常见的方法如:有机染料的敏化、复合两种或多种半导体材料缃鹗粞趸锘蚪鹗袅蚧。在电极表面添加贵金属粒子,如纳米、或也是一种很有效的提高光电转换效率的途径。/复合电极,考察了它们的光电化学性质和光催化杀菌性质。制各的方法包括:金属片的火焰热氧化法,管式炉的热氧化法,溶胶一凝胶法,阳极氧化铝模板法和用嵌段聚合物作为模板剂的方法。采用吸附法和光还原法把纳米修饰在电极上。法表征了它们的特性并研究了它们的光电化学性质。鹧嫜趸鹗鬞票窽缂ḿ澳擅譇奘蜹缂ǖ墓獾缁灾恃芯本文报道了一种简单易行而且有效提高电极光电转换效率的一种方法。电极通过片的火焰氧化制备得到,继而用纳米颗粒对其进行修饰。蚑结果显示纳米粒子均匀的分布在/电极表面。峁蛀示复合电极表面颖壤.%。通过修饰纳米粒子,/的光电流提高了将近丁O喽杂贠./中表现出更高的光电化学效率。,平带电位负移了约U庵止獾缧вΦ奶岣呖赏ü春系缂ǹ梢种光生电子一空穴的复合和改善界面电荷传递性质来解释。由于只需吸附少量的纳这种金属一半导体复合膜在光电太阳能电池方面将会有较好的应用前景。由于的禁带宽度约为,所以它仅能吸收紫外光,而紫外区能量仅占太阳光能量的ィ蚨鳷獾缱;恍屎懿睢S卸嘀滞揪犊梢蕴岣逿墓本论文利用了不同方法制各,采用纳米修饰的方法制备了纳米利用、、紫外可见光谱、光电流谱和交流阻抗等方本论文主要内容总结如下:电解液,复合电极在/。另外,。纳米修米粒子于半导体面电极表面,就可以有效提高电极的光电转换效率,因此复卫上学磺士学位论文
苁铰妊趸ㄖ票窽澳擅譇奘蜹∧さ墓獾缁灾恃芯报道了用片在管式炉中热氧化制备膜的方法,并对制各的条件进行了探索。通过测量在各种条件下制备的膜的光电响应,得出氧化温度控制在妗⒀趸奔淇刂圃制备得到的电极具有最高的光电转换效率。本文还对各种条件下制备的膜使用、交流阻抗等测试手对温度控制在妫趸奔淇刂圃制得的电极进行纳米粒子修饰,发现纳米粒子同样能提高该电极的光电转换效率。从光电流电极,纳米//复合电极的平带电位负移了约。这种光电效应的提高同样可通过纳米//电极能抑制光生电子一空穴对的复合和改善界面的电荷传递来解释。饣乖票改擅譇复合体系及其光电化学性质研究通过高压汞灯光还原混合溶胶制备得到纳米/混合溶胶,利用和紫外可见吸收光谱等测量手段表征了纳米粒子的存在,并且探讨了光还原形成纳米的机理。本文还测量了纳米//极的光电流,发现相对于没有纳米粒子修饰的电极,纳米//榭譚材料的制备、表征及其在生物杀菌方面的初步应用利用嵌段聚合物为模板制备了纳米介孔砸,它具有介孔结构和高比表面积比表面积/等特点。本文尝试利用这种介孔材料进行光催化杀菌实验。实验结果显示,在黑光灯照射螅蟪Ω司拇婊盥式鑫%:而照射螅蟪Ω司拇婊盥始负跷A悖獗砻髂擅捉榭譚有显著的光催化杀菌效应。匝艏趸廖D0骞菇═擅坠芎湍擅紫宋探讨了多孔阳极氧化铝模板的制备方法,并以它为模板分别采用溶胶一凝胶法和电沉积法制各纳米管。发现在用溶胶一凝胶方法制备耗擅坠苁保模板浸入溶胶的时间可控制的生长形貌。浸入时间较短,则形成纳米管:当浸入时间较长时,形成的则是实心纳米纤维,这些纳米材料具有结构特色。论文尝试了光电流的测试,但实验结果显示纳米管的光电化学性质很微弱,可能是由于模板电阻太大。提高它的光电转换效率有望通过掺杂纳米粒子来解决。关键词:、制各、光电化学、纳米粒子段进行表征。和理论处理数据得出:在疞溶液中,相对于具有较高的光电转换效率。量土土学唾士学佳话文
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第一章绪论引言矿物燃料的开发,这其中包括石油,天然气和煤等,但是这些能源都是有限的,而且会给地球造成巨大的污染。占地球总能量%以上的太阳能,具有取之不一。特别是在海湾战争以后,能源危机笼罩着全世界,更使得人们认识到太阳能这种再生能源的重要性。太阳能的转换和存储已成为新能源开发的一个重要研究领域。目前研究的重点之一是太阳能的光电转换,即太阳能电池的研究。太阳能电池是一种将太阳能转变为电能的装置。太阳能电