納米TiO2復(fù)合薄膜的制備及性質(zhì)研究.pdf

1、太陽能的利用是解決當(dāng)前能源危機(jī)和環(huán)境問題的一條重要途徑。光電化學(xué)技術(shù)可以直接利用太陽光作為驅(qū)動力,可以在室溫下進(jìn)行深度反應(yīng),因而成為一種理想的環(huán)境污染治理技術(shù)和潔凈能源生產(chǎn)技術(shù)。作為一種重要的光電化學(xué)技術(shù)材料,TiO2納米材料具有獨(dú)特的光電化學(xué)性能、優(yōu)異的熱穩(wěn)定性、無毒無害及制作簡便等,在污染物的降解處理方面和太陽能直接利用方面都有很好的應(yīng)用前景。然而,TiO2本身也存在諸多缺陷,比如:禁帶寬度大,光譜響應(yīng)范圍窄,產(chǎn)生的電子—空穴對極易

2、復(fù)合,這些不足大大限制了TiO2納米材料的應(yīng)用。
　　為了克服TiO2納米材料自身的不足,本論文通過摻雜CeO2、Cu3Se2及FeS納米材料制備了TiO2薄膜復(fù)合,討論了所得復(fù)合薄膜的形成過程及影響因素,采用掃描電鏡(SEM)、投射電鏡(TEM)、X射線衍射(XRD)、紫外—可見光譜(UV-vis)、熒光(PL)等技術(shù)表征了復(fù)合薄膜的組成和結(jié)構(gòu),研究了復(fù)合薄膜的光電轉(zhuǎn)換性能和光催化活性。
　　主要研究內(nèi)容如下:
　　

3、1.CeO2/TiO2納米復(fù)合薄膜的制備及光電性質(zhì)
　　采用溶膠-凝膠法以浸漬提拉的方式在載玻片上制備了單一(TiO2、CeO2)及界面復(fù)合CeO2/TiO2、TiO2/CeO2納米薄膜,用XRD、SEM、UV-vis等技術(shù)對其結(jié)構(gòu)和性質(zhì)進(jìn)行了表征。以亞甲基藍(lán)和甲基橙的光催化反應(yīng)為試驗(yàn)反應(yīng),對所制得的薄膜進(jìn)行光催化活性分析?？疾炝藛我粯悠泛穸取?fù)合樣品疊加順序及各層厚度對光催化活性的影響。催化活性分析結(jié)果表明,單一樣品的薄膜厚度有

4、一個最佳值;復(fù)合樣品的催化活性高于單一樣品,并且復(fù)合的順序很重要,只有以CeO2在底而TiO2在上的方式復(fù)合,在界面處才能發(fā)生電子由TiO2向CeO2的遷移,電荷分離效率提高,從而使光催化活性增強(qiáng)。同時對CeO2/TiO2薄膜和TiO2薄膜進(jìn)行了光電轉(zhuǎn)化性質(zhì)研究。
　　2. TiO2/HS-CH2-COOH/Cu3Se2納米復(fù)合薄膜的制備及光電性質(zhì)
　　采用溶膠-凝膠法以浸漬提拉的方式首先在導(dǎo)電玻璃上制備了TiO2薄膜,然后

5、用巰基乙酸作為雙功能連接劑把制備的Cu3Se2納米粒子修飾到TiO2薄膜上,用XRD、SEM、UV-vis、PL等技術(shù)對其進(jìn)行了表征。光電化學(xué)測試結(jié)果表明,相對于TiO2薄膜和TiO2/Cu3Se2薄膜,TiO2/L/Cu3Se2薄膜的光響應(yīng)范圍明顯拓寬,開路電壓和光電流大大增加。
　　3. TiO2/FeS納米復(fù)合薄膜的制備及光電性質(zhì)
　　采用溶膠-凝膠法以浸漬提拉的方式在導(dǎo)電玻璃上制備了TiO2薄膜,把制備的FeS納米粒