Sb 2 S 3 与Ag 3 PO 4 修饰TiO 2 纳米棒阵列的光电化学性能研究
发布时间：2022-01-16 10:30
Ti O2纳米棒阵列（NRAs）是一种广泛应用于染料敏化太阳能电池光阳极的半导体材料,具有大的比表面积和良好的电子传输能力,在吸附染料分子与传输光电子的过程中表现出良好的性能。传统的Ti O2 NRAs无法满足太阳能电池对光阳极的电子传输需求,因此通过改性Ti O2 NRAs提高其光电催化性能,成为科研人员的研究热点。本文对Ti O2 NRAs进行窄带隙半导体的修饰,在透明导电玻璃（FTO）基底上运用水热法制备出Ti O2 NRAs。分别利用化学沉积法和提拉法制备Ti O2 NRAs/Sb2S3和Ti O2 NRAs/Ag3PO4/PANI（Polyaniline）异质结。利用扫描电镜、X射线衍射、紫外-可见漫反射吸收光谱以及电化学工作站等对样品形貌、结构组成以及其光电性能进行表征分析,具体研究内容如下:以钛酸四正丁酯为前驱体,通过水热法在FTO基底上合成Ti O2 NRAs,并在此基础上,对其进行窄带系半导体修饰。以硫代硫酸钠（Na2S2O3）、三氯化锑（Sb Cl3）的混合水溶液为前驱体溶液,在Ti O2 NRAs表面上沉积Sb2S3纳米粒子,制备Ti O2 NRAs/Sb2S3异...
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光电化学（PEC）电池的结构模型
图 1-2 立方 Ag3PO4的基本结构单元模型Figure 1-2 Crystal structure of Ag3PO4叶金花首先报道了 Ag3PO4在可见光催化领域的应用-2 μm 之间的磷酸银颗粒。其紫外可见吸收图谱表明太阳光能量中波长小于 530 nm 的光。对其吸收光谱接禁带宽度为 2.36eV，直接禁带宽度是 2.43eV。禁量热力学标准，并且在可见光下对染料等有机物的降化性能。然而 Ag/Ag3PO4的电极电势在 H+和 Ag/A意味着磷酸银不能直接分解水释放氢气。但是，在存具有很强光氧化能力。研究发现，磷酸银具有最高的开始就会产生大量氧气气泡，计算表明在波长 420 n采用理论计算方法揭示了 Ag3PO4之所以具有较强光们通过比较研究 Ag3PO4、Ag2O 和 AgNbO3三种物质有很强的键和能力，四面体结构的 PO4减弱了 Ag-O
硕士学位论文4.2 磷酸银光催化的改性实验证明，晶面的形貌也会对 Ag3PO4光催化性能有着显著的影响。Ye 等成了两种磷酸银单晶，一种是表面为（110）面的菱形十二面体，另一种是为（100）面的立方体，如图 1-3[68]。这两种晶体生长过程中分别使用 CH3CO[Ag(NH3)2]+络离子作为银离子的来源。磷酸银十二面体由 12 个（110）面构成有立方晶体的对称性（图 1-3A），而磷酸银立方体由 6 个（100）面构成，晰的菱、角和光滑的表面（图 1-3B）。可见光照射下，磷酸银十二面体降解橙（MO）和罗丹明（RhB）水溶液染料的能力比立方体的光催化活性高。原相同条件下，（110）面（1.31J/m2）比（100）面（1.12J/m2）具有更高的，从而（110）面比（100）具有更高的光催化活性。Do 等[69]采用油胺作表性剂，在甲苯溶剂中合成出超细的磷酸银纳米粒子（8-16nm），通过控制、油胺、磷酸的量可调控磷酸银纳米粒子的大小。通过减小粒径可使其比达到 14.5m2/g，进而使磷酸银的光催化活性得到明显提升。
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫化锑纳米材料制备研究进展[J]. 刘峰,逯亚飞,叶明富,许立信,孔祥荣,万梅秀,诸荣孙. 上海化工. 2014(11)
[2]Sb2S3纳米线合成和表征[J]. 丁翔,董芳. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2012(05)
[3]硫化锑单晶纳米带的水热制备、表征及性能研究[J]. 陈广义,张万喜,魏志勇,梁继才,赵剑. 功能材料. 2010(11)
[4]硅薄膜太阳能电池的原理及其应用[J]. 邹红叶. 物理通报. 2009(05)
[5]薄膜太阳电池的最新进展[J]. 王育伟,刘小峰,陈婷婷,姜春萍,王瑞林. 半导体光电. 2008(02)
[6]Sb2S3纳米线的制备和表征[J]. 刘运,苗鸿雁,谈国强,朱刚强. 稀有金属材料与工程. 2008(03)
[7]太阳能光伏发电应用的现状及发展[J]. 赵春江,杨金焕,陈中华,邹乾林. 节能技术. 2007(05)
[8]低温制备高质量多晶硅薄膜技术及其应用[J]. 黄创君,林璇英,林揆训,余楚迎,姚若河. 功能材料. 2001(06)
[9]过渡金属离子掺杂改性TiO2的光催化性能研究进展[J]. 刘畅,暴宁钟,杨祝红,陆小华. 催化学报. 2001(02)
[10]TiO2纳米薄膜的溶胶-凝胶工艺制备和表征[J]. 余家国,赵修建,赵青南. 物理化学学报. 2000(09)
博士论文
[1]半导体金属氧化物纳米结构的构筑及其光电化学性能的研究[D]. 王娟.华南理工大学 2014
硕士论文
[1]TiO2纳米管的合成、光电催化及对其结构形貌的影响[D]. 王雪莱.武汉理工大学 2010
本文编号：3592481
【文章来源】：中国矿业大学江苏省 211工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：64 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
光电化学（PEC）电池的结构模型
图 1-2 立方 Ag3PO4的基本结构单元模型Figure 1-2 Crystal structure of Ag3PO4叶金花首先报道了 Ag3PO4在可见光催化领域的应用-2 μm 之间的磷酸银颗粒。其紫外可见吸收图谱表明太阳光能量中波长小于 530 nm 的光。对其吸收光谱接禁带宽度为 2.36eV，直接禁带宽度是 2.43eV。禁量热力学标准，并且在可见光下对染料等有机物的降化性能。然而 Ag/Ag3PO4的电极电势在 H+和 Ag/A意味着磷酸银不能直接分解水释放氢气。但是，在存具有很强光氧化能力。研究发现，磷酸银具有最高的开始就会产生大量氧气气泡，计算表明在波长 420 n采用理论计算方法揭示了 Ag3PO4之所以具有较强光们通过比较研究 Ag3PO4、Ag2O 和 AgNbO3三种物质有很强的键和能力，四面体结构的 PO4减弱了 Ag-O
硕士学位论文4.2 磷酸银光催化的改性实验证明，晶面的形貌也会对 Ag3PO4光催化性能有着显著的影响。Ye 等成了两种磷酸银单晶，一种是表面为（110）面的菱形十二面体，另一种是为（100）面的立方体，如图 1-3[68]。这两种晶体生长过程中分别使用 CH3CO[Ag(NH3)2]+络离子作为银离子的来源。磷酸银十二面体由 12 个（110）面构成有立方晶体的对称性（图 1-3A），而磷酸银立方体由 6 个（100）面构成，晰的菱、角和光滑的表面（图 1-3B）。可见光照射下，磷酸银十二面体降解橙（MO）和罗丹明（RhB）水溶液染料的能力比立方体的光催化活性高。原相同条件下，（110）面（1.31J/m2）比（100）面（1.12J/m2）具有更高的，从而（110）面比（100）具有更高的光催化活性。Do 等[69]采用油胺作表性剂，在甲苯溶剂中合成出超细的磷酸银纳米粒子（8-16nm），通过控制、油胺、磷酸的量可调控磷酸银纳米粒子的大小。通过减小粒径可使其比达到 14.5m2/g，进而使磷酸银的光催化活性得到明显提升。
【参考文献】：
期刊论文
[1]硫化锑纳米材料制备研究进展[J]. 刘峰,逯亚飞,叶明富,许立信,孔祥荣,万梅秀,诸荣孙. 上海化工. 2014(11)
[2]Sb2S3纳米线合成和表征[J]. 丁翔,董芳. 陕西科技大学学报(自然科学版). 2012(05)
[3]硫化锑单晶纳米带的水热制备、表征及性能研究[J]. 陈广义,张万喜,魏志勇,梁继才,赵剑. 功能材料. 2010(11)
[4]硅薄膜太阳能电池的原理及其应用[J]. 邹红叶. 物理通报. 2009(05)
[5]薄膜太阳电池的最新进展[J]. 王育伟,刘小峰,陈婷婷,姜春萍,王瑞林. 半导体光电. 2008(02)
[6]Sb2S3纳米线的制备和表征[J]. 刘运,苗鸿雁,谈国强,朱刚强. 稀有金属材料与工程. 2008(03)
[7]太阳能光伏发电应用的现状及发展[J]. 赵春江,杨金焕,陈中华,邹乾林. 节能技术. 2007(05)
[8]低温制备高质量多晶硅薄膜技术及其应用[J]. 黄创君,林璇英,林揆训,余楚迎,姚若河. 功能材料. 2001(06)
[9]过渡金属离子掺杂改性TiO2的光催化性能研究进展[J]. 刘畅,暴宁钟,杨祝红,陆小华. 催化学报. 2001(02)
[10]TiO2纳米薄膜的溶胶-凝胶工艺制备和表征[J]. 余家国,赵修建,赵青南. 物理化学学报. 2000(09)
博士论文
[1]半导体金属氧化物纳米结构的构筑及其光电化学性能的研究[D]. 王娟.华南理工大学 2014
硕士论文
[1]TiO2纳米管的合成、光电催化及对其结构形貌的影响[D]. 王雪莱.武汉理工大学 2010
本文编号：3592481
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