TiO 2 纳米管阵列膜的修饰及其光生阴极保护效应
发布时间：2023-12-09 18:35
TiO2是一种性质稳定、光电化学性能优良的半导体材料,对金属材料可以提供光生阴极保护作用。但是,TiO2半导体只能吸收波长小于380nm的紫外光;光激发产生的电子-空穴对易复合,光电转化效率低;在光照转为暗态时不能维持光生阴极保护作用。针对这些问题,可通过对TiO2进行修饰和改性,以提高其光电化学性能。其中,构筑优良的储能型TiO2纳米管复合膜,对提高其光生阴极保护性能有重要意义。本工作主要研究内容和结果如下:(1)以TiO2纳米管阵列膜为基础,依次通过水热反应和脉冲电沉积制备了Ag/SnO2/TiO2纳米管复合膜。这种复合膜可有效吸收可见光,具有良好的光电化学性能。403不锈钢(403SS)在0.5 mol L-1 NaCl溶液中与白光照射的Ag/SnO2/TiO2复合膜耦连后,其电极电位相对于腐蚀电位下降了475mV;特别是切断光源后的22.5 h内,403SS电位仍低于其腐蚀电位270 mV,表明复合膜在光照时和关闭光源后都有良好的光生阴极保护效应。(2)首先制备Ti02纳米管阵列膜,再应用循环伏安和脉冲电沉积法先后沉积Mo03和ZnSe纳米颗粒获得具有级联能带结构的ZnSe/M...
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 TiO2半导体材料概述
1.2.1 TiO2半导体结构与特性
1.2.2 TiO2半导体材料的制备
1.2.2.1 静电纺丝法
1.2.2.2 模板法
1.2.2.3 阳极氧化法
1.3 TiO2半导体材料的修饰
1.3.1 金属离子掺杂
1.3.2 非金属掺杂
1.3.3 贵金属负载
1.3.4 半导体复合
1.4 TiO2半导体复合材料的应用
1.4.1 光催化降解
1.4.2 光解水制氢
1.4.3 太阳能电池
1.4.4 其他应用
1.5 TiO2半导体材料在光生阴极保护中的应用
1.5.1 金属腐蚀及其防护措施
1.5.2 光生阴极保护效应
1.5.3 储能型TiO2复合材料的光生阴极保护效应
1.6 本工作的研究内容和目的
参考文献
第二章 实验技术和仪器
2.1 试剂与材料
2.1.1 试剂
2.1.2 材料
2.2 TiO2纳米膜的制备
2.2.1 TiO2纳米管阵列膜
2.2.2 TiO2纳米管复合膜
2.3 403不锈钢试样的制备
2.4 表征和光电化学性能测试
2.4.1 形貌表征
2.4.2 X射线衍射(XRD)
2.4.3 X射线光电子能谱(XPS)
2.4.4 紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱
2.4.5 光致发光(PL)谱
2.4.6 暂态光电流
2.5 光生阴极保护效应测试
参考文献
第三章 储能型Ag/SnO2/TiO2复合膜的制备及其光生阴极保护效应
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 Ag/SnO2/TiO2纳米管复合膜的制备
3.2.2 表征及光电化学测试
3.2.3 光生阴极保护测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 形貌和组成
3.3.2 XPS分析
3.3.3 XRD分析
3.3.4 UV-Vis吸收光谱
3.3.5 PL谱
3.3.6 光电化学特性
3.3.7 光生阴极保护效应
3.3.8 复合膜中电荷转移机理
3.4 结论
参考文献
第四章 ZnSe/MoO3/TiO2复合膜的制备及其光生阴极保护效应
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 ZnSe/MoO3/TiO2复合膜的制备
4.2.2 样品表征及光电化学测试
4.2.3 光生阴极保护性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 形貌
4.3.2 XRD分析
4.3.3 XPS分析
4.3.4 UV-Vis吸收谱和PL谱
4.3.5 光电化学特性
4.3.6 光生阴极保护效应
4.3.7 复合膜电荷分离转移机理
4.4 结论
参考文献
第五章 g-C3N4/MoO3/TiO2复合膜的制备及其光生阴极保护效应
5.1 引言
5.2 实验
5.2.1 g-C3N4/MoO3/TiO2复合膜的制备
5.2.2 样品表征及光电化学测试
5.2.3 光生阴极保护性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 形貌
5.3.2 EDS和XPS分析
5.3.3 UV-Vis谱和PL谱
5.3.4 光电化学特性
5.3.5 光生阴极保护效应
5.4 结论
参考文献
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
作者在攻读硕士学位期间发表与交流的论文
致谢
本文编号：3871933
【文章页数】：114 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
中文摘要
英文摘要
第一章 绪论
1.1 研究背景
1.2 TiO2半导体材料概述
1.2.1 TiO2半导体结构与特性
1.2.2 TiO2半导体材料的制备
1.2.2.1 静电纺丝法
1.2.2.2 模板法
1.2.2.3 阳极氧化法
1.3 TiO2半导体材料的修饰
1.3.1 金属离子掺杂
1.3.2 非金属掺杂
1.3.3 贵金属负载
1.3.4 半导体复合
1.4 TiO2半导体复合材料的应用
1.4.1 光催化降解
1.4.2 光解水制氢
1.4.3 太阳能电池
1.4.4 其他应用
1.5 TiO2半导体材料在光生阴极保护中的应用
1.5.1 金属腐蚀及其防护措施
1.5.2 光生阴极保护效应
1.5.3 储能型TiO2复合材料的光生阴极保护效应
1.6 本工作的研究内容和目的
参考文献
第二章 实验技术和仪器
2.1 试剂与材料
2.1.1 试剂
2.1.2 材料
2.2 TiO2纳米膜的制备
2.2.1 TiO2纳米管阵列膜
2.2.2 TiO2纳米管复合膜
2.3 403不锈钢试样的制备
2.4 表征和光电化学性能测试
2.4.1 形貌表征
2.4.2 X射线衍射(XRD)
2.4.3 X射线光电子能谱(XPS)
2.4.4 紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱
2.4.5 光致发光(PL)谱
2.4.6 暂态光电流
2.5 光生阴极保护效应测试
参考文献
第三章 储能型Ag/SnO2/TiO2复合膜的制备及其光生阴极保护效应
3.1 引言
3.2 实验部分
3.2.1 Ag/SnO2/TiO2纳米管复合膜的制备
3.2.2 表征及光电化学测试
3.2.3 光生阴极保护测试
3.3 结果与讨论
3.3.1 形貌和组成
3.3.2 XPS分析
3.3.3 XRD分析
3.3.4 UV-Vis吸收光谱
3.3.5 PL谱
3.3.6 光电化学特性
3.3.7 光生阴极保护效应
3.3.8 复合膜中电荷转移机理
3.4 结论
参考文献
第四章 ZnSe/MoO3/TiO2复合膜的制备及其光生阴极保护效应
4.1 引言
4.2 实验
4.2.1 ZnSe/MoO3/TiO2复合膜的制备
4.2.2 样品表征及光电化学测试
4.2.3 光生阴极保护性能测试
4.3 结果与讨论
4.3.1 形貌
4.3.2 XRD分析
4.3.3 XPS分析
4.3.4 UV-Vis吸收谱和PL谱
4.3.5 光电化学特性
4.3.6 光生阴极保护效应
4.3.7 复合膜电荷分离转移机理
4.4 结论
参考文献
第五章 g-C3N4/MoO3/TiO2复合膜的制备及其光生阴极保护效应
5.1 引言
5.2 实验
5.2.1 g-C3N4/MoO3/TiO2复合膜的制备
5.2.2 样品表征及光电化学测试
5.2.3 光生阴极保护性能测试
5.3 结果与讨论
5.3.1 形貌
5.3.2 EDS和XPS分析
5.3.3 UV-Vis谱和PL谱
5.3.4 光电化学特性
5.3.5 光生阴极保护效应
5.4 结论
参考文献
第六章 总结与展望
6.1 总结
6.2 展望
作者在攻读硕士学位期间发表与交流的论文
致谢
本文编号：3871933
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