黄铜基底上制备铜/锌复合氧化物薄膜及光电化学性能的研究
发布时间：2021-02-12 11:51
金属氧化物作为半导体材料被广泛应用于光电催化领域。CuO和Cu20都是p型半导体,CuO的禁带宽度为1.2eV,Cu2O的禁带宽度为1.9～2.2eV,都吸收可见光,能作为可见光光催化材料。ZnO是一种n型半导体材料,禁带宽度为3.37 eV。CuO/ZnO或Cu20/ZnO复合薄膜都显示出良好的光催化/光电化学性能。黄铜的主要成分是Cu和Zn,可以在其表面形成CuO、Cu2O和ZnO等氧化物,在制备复合金属氧化物半导体方面具有很大的优势。本论文研究了通过草酸腐蚀在黄铜基底上制备铜/锌复合氧化物薄膜的过程,考察了腐蚀条件对薄膜光电性能的影响规律。利用扫描电子显微镜（SEM）、X射线粉末衍射仪（XRD）、激光拉曼光谱仪（Raman）、透射电子显微镜（TEM）和X射线光电子能谱（XPS）等对薄膜的形貌、结构和组成进行了表征,在0.1 mol·L--溶液中通过光电流-时间曲线的方法测试了样品的光电化学性能。主要研究内容和结果如下:1、酸种类的影响。经浓度为10%的磷酸（1.6mol·L-1）、乙酸（1.7 moL·L-1）和草酸（1.1 mol·L-1）腐蚀处理黄铜片表面,在60 ℃的烘箱中...
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光电化学电池原理示意图
滴酸；（ｂ）鱗酸；（ｃ）乙酸：（ｄ）草酸??３．２．３?ＸＲＤ结构分析??图３．３所示是在６０°Ｃ下，经浓度为１０％的三种不同类型的磷酸、乙酸和草??酸腐蚀制备的样品的ＸＲＤ图谱，其中图３．３（ａ）为未经任何处理的黄铜基底的??ＸＲＤ图谱。所有样品都在２０为４２．３°、４９．２°、７２．２°、８７．４°和９２．４°处出现五个强??峰，这五个强峰分别对应于基底ａ－黄铜相（１１１）、（２００）、（２２０）、（３１１）和（２２２）晶面??１８??
后更有利于光电化学性能的提高。??３．２．４表面Ｒａｍａｎ分析??图３．４所示为６０?°Ｃ下，浓度为１０％的三种不同类型的酸制备的样品的Ｒａｍａｎ??图谱。未滴加酸直接锻烧和经磷酸腐蚀后形成的氧化膜在９３、１０７、１４８、２１８、??６３５和６５０?ｃｍ—１处都出现了?Ｒａｍａｎ散射峰，而经乙酸腐蚀后的氧化膜除了在９３、??１０７、１４８?和?２１８?ｃｍ＿１?处出现?Ｒａｍａｎ?散射峰，在?３０６、３５７、４２０?和?６３５?ｃｉｒｆ１?处也??出现了?Ｒａｍａｎ散射峰。经草酸腐蚀制备的样品薄膜在２９１、３４１、６０３、６２１和１１０８??ｃｎｆ１处出现Ｒａｍａｎ散射峰，与其它样品的出峰位置有很大差异，表明酸种类对??样品表面的Ｒａｍａｎ散射峰有很大的影响。根据文献，我们将９３、４２０和６２１?ｃｍ＿１??，?？Ｃｕ２〇?ＶＣｕＯ?？ＺｎＯ??立?Ｍ一?Ｌ??ｔｎ??２００?４００?６００?８００?１０００?１２００?１４００??Ｒａｍａｎ?ｓｈｉｆｔ?（ｃｍ＊１）??Ｆｉｇｕｒｅ?３．４?Ｒａｍａｎ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｏｆ?ｏｘｉｄｅ?ｆｉｌｍｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｂｒａｓｓ?ｇｒｏｗｎ?ｉｎ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ａｃｉｄ?（１０％，?６０?°Ｃ）：??（ａ）?ｈｅａｔｉｎｇ；?（ｂ）?ａｃｅｔｉｃ?ａｃｉｄ；?（ｃ）?ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ?ａｃｉｄ；?（ｄ）?ｏｘａｌｉｃ?ａｃｉｄ??图３．４黄铜基底被不同种类酸腐蚀形成的氧化膜的ＸＲＤ图谱：酸类型（１０％，?６０?°Ｃ）：?（ａ）未??滴酸；（ｂ）乙酸；（ｃ）磷酸；（ｄ）草酸??处的?Ｒａｍａｎ?散射峰归于?ＺｎＯ［７９’８°］
【参考文献】：
期刊论文
[1]Zn掺杂纳米TiO2材料制备与光催化性能的研究[J]. 杨在志,傅小明,李向成. 人工晶体学报. 2017(10)
[2]具有优异光电化学性能的三维p-CuO/n-ZnO异质结光阴极材料（英文）[J]. 武芳丽,曹风人,刘琼,卢豪,李亮. Science China Materials. 2016(10)
[3]超薄SnO2修饰Cu2O多孔薄膜的可见光光电化学性能[J]. 罗晶晶,范旭良,马荣伟,胡浩,牛振江. 电镀与涂饰. 2015(12)
[4]纳米Cu-Zn复合氧化物自组装合成及可见光催化性能[J]. 刘鹏,宋伟明. 化学反应工程与工艺. 2015(03)
[5]阳极钝化电位对黄铜表面钝化膜半导体性能的影响[J]. 孟新静,周琼宇,钟庆东. 表面技术. 2014(04)
[6]酸性镀铜法制备黄铜基超疏水表面[J]. 曹凯,张谦,陈福明. 电镀与涂饰. 2014(04)
[7]Bi2O2CO3/TiO2复合粉体的制备及其光催化性能研究[J]. 吕霄,唐子龙,翟向乐,罗绍华. 功能材料. 2013(12)
[8]黄铜的成分、性能及典型应用[J]. 国占玲. 黑龙江科技信息. 2012(28)
[9]Ni–P/TiO2/Cu2O复合膜的制备及其可见光催化活性研究[J]. 云广平,梁燕萍,吴振森. 电镀与涂饰. 2011(02)
[10]Cu2O纳米阵列的铜阳极氧化法制备及其光催化杀菌性能研究[J]. 闫丽丽,王艳,熊良斌,李家麟,枼浩然,王保强,余颖. 无机化学学报. 2009(11)
本文编号：3030822
【文章来源】：浙江师范大学浙江省
【文章页数】：71 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光电化学电池原理示意图
滴酸；（ｂ）鱗酸；（ｃ）乙酸：（ｄ）草酸??３．２．３?ＸＲＤ结构分析??图３．３所示是在６０°Ｃ下，经浓度为１０％的三种不同类型的磷酸、乙酸和草??酸腐蚀制备的样品的ＸＲＤ图谱，其中图３．３（ａ）为未经任何处理的黄铜基底的??ＸＲＤ图谱。所有样品都在２０为４２．３°、４９．２°、７２．２°、８７．４°和９２．４°处出现五个强??峰，这五个强峰分别对应于基底ａ－黄铜相（１１１）、（２００）、（２２０）、（３１１）和（２２２）晶面??１８??
后更有利于光电化学性能的提高。??３．２．４表面Ｒａｍａｎ分析??图３．４所示为６０?°Ｃ下，浓度为１０％的三种不同类型的酸制备的样品的Ｒａｍａｎ??图谱。未滴加酸直接锻烧和经磷酸腐蚀后形成的氧化膜在９３、１０７、１４８、２１８、??６３５和６５０?ｃｍ—１处都出现了?Ｒａｍａｎ散射峰，而经乙酸腐蚀后的氧化膜除了在９３、??１０７、１４８?和?２１８?ｃｍ＿１?处出现?Ｒａｍａｎ?散射峰，在?３０６、３５７、４２０?和?６３５?ｃｉｒｆ１?处也??出现了?Ｒａｍａｎ散射峰。经草酸腐蚀制备的样品薄膜在２９１、３４１、６０３、６２１和１１０８??ｃｎｆ１处出现Ｒａｍａｎ散射峰，与其它样品的出峰位置有很大差异，表明酸种类对??样品表面的Ｒａｍａｎ散射峰有很大的影响。根据文献，我们将９３、４２０和６２１?ｃｍ＿１??，?？Ｃｕ２〇?ＶＣｕＯ?？ＺｎＯ??立?Ｍ一?Ｌ??ｔｎ??２００?４００?６００?８００?１０００?１２００?１４００??Ｒａｍａｎ?ｓｈｉｆｔ?（ｃｍ＊１）??Ｆｉｇｕｒｅ?３．４?Ｒａｍａｎ?ｐａｔｔｅｒｎ?ｏｆ?ｏｘｉｄｅ?ｆｉｌｍｓ?ｏｎ?ｔｈｅ?ｂｒａｓｓ?ｇｒｏｗｎ?ｉｎ?ｖａｒｉｏｕｓ?ｔｙｐｅｓ?ｏｆ?ａｃｉｄ?（１０％，?６０?°Ｃ）：??（ａ）?ｈｅａｔｉｎｇ；?（ｂ）?ａｃｅｔｉｃ?ａｃｉｄ；?（ｃ）?ｐｈｏｓｐｈｏｒｉｃ?ａｃｉｄ；?（ｄ）?ｏｘａｌｉｃ?ａｃｉｄ??图３．４黄铜基底被不同种类酸腐蚀形成的氧化膜的ＸＲＤ图谱：酸类型（１０％，?６０?°Ｃ）：?（ａ）未??滴酸；（ｂ）乙酸；（ｃ）磷酸；（ｄ）草酸??处的?Ｒａｍａｎ?散射峰归于?ＺｎＯ［７９’８°］
【参考文献】：
期刊论文
[1]Zn掺杂纳米TiO2材料制备与光催化性能的研究[J]. 杨在志,傅小明,李向成. 人工晶体学报. 2017(10)
[2]具有优异光电化学性能的三维p-CuO/n-ZnO异质结光阴极材料（英文）[J]. 武芳丽,曹风人,刘琼,卢豪,李亮. Science China Materials. 2016(10)
[3]超薄SnO2修饰Cu2O多孔薄膜的可见光光电化学性能[J]. 罗晶晶,范旭良,马荣伟,胡浩,牛振江. 电镀与涂饰. 2015(12)
[4]纳米Cu-Zn复合氧化物自组装合成及可见光催化性能[J]. 刘鹏,宋伟明. 化学反应工程与工艺. 2015(03)
[5]阳极钝化电位对黄铜表面钝化膜半导体性能的影响[J]. 孟新静,周琼宇,钟庆东. 表面技术. 2014(04)
[6]酸性镀铜法制备黄铜基超疏水表面[J]. 曹凯,张谦,陈福明. 电镀与涂饰. 2014(04)
[7]Bi2O2CO3/TiO2复合粉体的制备及其光催化性能研究[J]. 吕霄,唐子龙,翟向乐,罗绍华. 功能材料. 2013(12)
[8]黄铜的成分、性能及典型应用[J]. 国占玲. 黑龙江科技信息. 2012(28)
[9]Ni–P/TiO2/Cu2O复合膜的制备及其可见光催化活性研究[J]. 云广平,梁燕萍,吴振森. 电镀与涂饰. 2011(02)
[10]Cu2O纳米阵列的铜阳极氧化法制备及其光催化杀菌性能研究[J]. 闫丽丽,王艳,熊良斌,李家麟,枼浩然,王保强,余颖. 无机化学学报. 2009(11)
本文编号：3030822
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