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纳米半导体复合膜的原位电化学制备和光电化学性能优化

发布时间:2018-01-18 05:34

  本文关键词:纳米半导体复合膜的原位电化学制备和光电化学性能优化 出处:《湖南师范大学》2016年硕士论文 论文类型:学位论文


  更多相关文章: 纳米半导体 原位循环伏安 原位阳极极化 复合膜 光电化学


【摘要】:近年来,纳米半导体薄膜材料受到了广泛关注,已经被大量应用于光电化学太阳能电池、光电化学分解水制氢、光电化学传感、光学器件、光催化剂等众多领域。本学位论文中,我们用原位电化学法优化制备了Bi2O3/Bi2S3复合薄膜和Cd(OH)2/CdS复合薄膜,并研究了这些复合半导体薄膜的光电化学性能,主要内容如下:(1)原位循环伏安(CV)法优化制备Bi2O3/Bi2S3复合钝化膜。研究了Bi电极在Na2SO3和Na2S的混合溶液中的电化学行为。在该混合溶液中,可见光照下原位CV连续扫描处理Bi电极,制备了Bi2O3/Bi2S3复合钝化膜。根据CV扫描过程中光电流随时间的变化,原位优化了复合钝化膜的光电化学性能,并与暗态下CV扫描制备得到的Bi2O3/Ni2S3复合钝化膜的光电化学性能进行了对比。结果表明,可见光照下CV制备的Bi2O3/Bi2S3复合钝化膜的光电化学性能更好:在-1V~10V电势范围内的阳极光电流密度更大;恒电流下光照和暗态交替时,电势响应更快,变化幅度更大,从-1.1 V迅速跳跃至9.8 V。我们对这些新的光电化学行为进行了合理的讨论。我们也用其它方法制备了Bi2O3/Bi2S3复合膜,如在铋基底上电沉积铋纳米粒子后CV处理、在导电玻璃上覆盖纳米铋后CV处理、方波脉冲等。结果表明,可见光照射下将光滑铋电极在Na2SO3和Na2S的混合溶液中原位CV法处理,不仅方法更简单,而且制备的Bi2O3/Bi2S3复合膜的光电化学性能更好。(2)原位阳极极化优化制备Cd(OH)2/CdS复合膜。在NaOH和Na2S的混合溶液中,可见光照下原位阳极极化处理Cd电极,制备了Cd(OH)2/CdS复合膜,根据阳极光电流随时间的变化原位优化了复合膜的光电化学性能。研究了Cd电极在NaOH和Na2S的混合溶液中的电化学行为,以及极化电势、极化时间和极化时有无光照对Cd(OH)2/CdS复合膜光电性能的影响;在可见光照下极化时,能够缩短制备复合膜的极化时间。结果表明,用此方法能快速制备Cd(OH)2/CdS复合膜,且具有良好的光电化学性能。另外,我们也在可见光照下原位连续CV扫描制备了Cd(OH)2/CdS复合膜,研究了其光电化学性能。
[Abstract]:In recent years, nano-semiconductor thin film materials have been widely concerned, and have been widely used in photochemical solar cells, photochemical decomposition of water to produce hydrogen, photochemical sensing, optical devices. In this dissertation, we optimized the preparation of Bi2O3/Bi2S3 composite film and Cd(OH)2/CdS composite film by in situ electrochemical method. The photoelectrochemical properties of these composite semiconductor films were also studied. The main contents are as follows: 1) in situ cyclic voltammetry (CVV). The electrochemical behavior of Bi electrode in the mixed solution of Na2SO3 and Na2S was studied. The Bi2O3/Bi2S3 composite passivated film was prepared by in situ CV continuous scanning treatment of Bi electrode under visible light irradiation, and the photocurrent varied with time according to the change of photocurrent during CV scanning. The photochemical properties of the composite passivation film were optimized in situ and compared with the photochemical properties of the Bi2O3/Ni2S3 composite passivation film prepared by CV scanning in dark state. The photoelectrochemical properties of Bi2O3/Bi2S3 composite passivation film prepared by CV under visible light irradiation are better: the anode photocurrent density is higher in the range of -1V ~ (10) V potential; Under constant current, the potential response is faster and the amplitude of variation is larger when the light and dark state alternate. From -1.1 V to 9.8 V. these new photochemical behaviors are discussed reasonably. We have also prepared Bi2O3/Bi2S3 composite membranes by other methods. For example, after electrodeposition of bismuth nanoparticles on bismuth substrates, after CV treatment of bismuth nanoparticles coated on conductive glass, square wave pulse and so on. The smooth bismuth electrode was treated by in-situ CV method in the mixed solution of Na2SO3 and Na2S under visible light irradiation. Moreover, the photochemical properties of the prepared Bi2O3/Bi2S3 composite film are better. (2) the in situ anodic polarization is used to optimize the preparation of CdOH). In the mixed solution of NaOH and Na2S. Cd(OH)2/CdS composite film was prepared by in situ anodic polarization of CD electrode under visible light irradiation. The photochemical properties of the composite film were optimized in situ according to the variation of the anodic photocurrent with time. The electrochemical behavior and polarization potential of the CD electrode in the mixed solution of NaOH and Na2S were studied. The effect of polarization time and illumination on the photoelectric properties of Cd(OH)2/CdS composite film; The polarization time of Cd(OH)2/CdS composite film can be shortened when polarized under visible light. The results show that the Cd(OH)2/CdS composite film can be prepared quickly by this method and has good photochemical properties. We also prepared Cd(OH)2/CdS composite films by in situ continuous CV scanning under visible light, and studied their photochemical properties.
【学位授予单位】:湖南师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TB383.2

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本文编号:1439687

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