磷酸鹽修飾對(duì)納米TiO2光電化學(xué)性質(zhì)影響研究.pdf

1、TiO2半導(dǎo)體材料光電化學(xué)分解水制氫以及光催化降解污染物等方面的潛在應(yīng)用而引起了廣泛的關(guān)注。但是光生載流子復(fù)合效率較高這個(gè)瓶頸因素限制了TiO2光電化學(xué)方面的應(yīng)用，大量研究都嘗試克服這個(gè)瓶頸因素，而其中表面修飾是比較有效的改性方法之一。基于以上分析，本論文開展通過磷酸以及磷酸鹽修飾TiO2來提高其光生載流子分離狀況，進(jìn)而改善光電化學(xué)性質(zhì)的研究。重點(diǎn)利用瞬態(tài)吸收光譜(TAS)等技術(shù)揭示磷酸修飾對(duì)光生電荷分離、傳輸?shù)葎?dòng)力學(xué)過程的影響，從而揭

2、示影響光電化學(xué)的本質(zhì)原因。主要涉及兩方面工作：
　　 采用簡單的溶液浸漬法實(shí)現(xiàn)磷酸對(duì)納米TiO2的表面修飾。適量磷酸修飾提高了納米TiO2薄膜電極光電流密度?；诓煌琾H值電解液的I-V曲線的測試，揭示了磷酸修飾使得TiO2表面產(chǎn)生負(fù)電荷是其光電流密度提高的關(guān)鍵。瞬態(tài)吸收光譜測試結(jié)果證實(shí)了磷酸修飾使得TiO2光生載流子的壽命延長，這與其表面攜帶負(fù)電荷有關(guān)。光生載流子壽命的延長意味著光生電子-空穴的分離效率得到有效提高，這深入地解

3、釋了磷酸修飾能夠提高納米TiO2薄膜電極光電流密度，預(yù)示著光電化學(xué)分解水析氫的性能將得到提高。
　　 采用簡單的溶液浸漬法實(shí)現(xiàn)磷酸鈷對(duì)納米TiO2的表面修飾。適量磷酸鈷的修飾顯著地提高了TiO2薄膜電極光電流密度?；陔娀瘜W(xué)數(shù)據(jù)及電化學(xué)測試結(jié)果，認(rèn)為低價(jià)鈷離子有利于光生空穴的捕獲，進(jìn)而在較低的析氧電位下與水發(fā)生氧化反應(yīng)，從而解決了由于光生空穴與水反應(yīng)需要較長時(shí)間而導(dǎo)致的光生電子-空穴分離效率較差的瓶頸問題。表面光電壓譜(SPS)