一维TiO 2 基纳米异质结复合体系的制备及其光电化学性能研究

发布时间：2022-01-20 20:35

　　近年来,能源危机和环境污染已经成为全球性问题,人们对可再生能源的发展及应用寄予厚望。设计和利用半导体器件将清洁的太阳能转化为电能、氢能等成为解决能源和环境问题的突破口。二氧化钛（TiO2）作为一种宽禁带半导体,具有廉价无毒、化学性质稳定、光催化活性高等优点,在能源、环境及生物领域有广泛的应用。而具有一维结构的TiO2纳米棒阵列,相比传统的TiO2纳米颗粒,在比表面积、电子传输、回收再利用等方面优势凸显,受到了广泛关注。在一维TiO2纳米棒的基础上构建纳米异质结构,一方面可以显著增强TiO2对太阳光的吸收,另一方面可以加速电子的传输效率,从而提高TiO2的光电化学性能。本文中利用传统的水热法,在氟掺杂氧化锡（FTO）导电衬底上生长了高度有序的TiO2纳米棒阵列,并通过第二次水热过程,在TiO2纳米棒的表面构建纳米异质结构,研究并探讨纳米异质结的形成对TiO2光电化学（PEC）性能的影响。具体研究内容如下:通过两步水热法,在FTO衬底上生长分形结构的TiO2纳米树异质结。TiO2纳米树是枝干结构,主干为金红石相TiO2纳米棒,主干上的分支为锐钛矿相TiO2纳米薄片。利用简单的连续离子层吸附... 

【文章来源】：安徽大学安徽省 211工程院校

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 一维二氧化钛纳米材料
        1.2.1 二氧化钛的性质
        1.2.2 二氧化钛的能带结构
        1.2.3 一维二氧化钛纳米材料的制备
    1.3 一维二氧化钛基纳米异质结
        1.3.1 一维二氧化钛基纳米异质结的设计
        1.3.2 一维二氧化钛基纳米异质结的界面效应
    1.4 本文研究内容
    1.5 本章小结
第二章 实验部分
    2.1 实验药品与实验仪器
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 样品的制备
    2.3 样品的表征
        2.3.1 X射线衍射(XRD)物相分析
        2.3.2 拉曼光谱仪(Raman)
        2.3.3 X射线光电子能谱仪(XPS)
        2.3.4 扫描电子显微镜(SEM)
        2.3.5 透射电子显微镜(TEM)
        2.3.6 紫外-可见分光光度计(UV-Vis)
        2.3.7 荧光光谱仪(FL)
        2.3.8 光电化学及光催化性能测试
    2.4 本章小结
第三章 CdS/ZnS共敏化分形TiO_2纳米树异质结构的光电化学性能研究
    3.1 引言
    3.2 实验部分
        3.2.1 样品的制备
        3.2.2 样品的表征
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 XRD物相分析
        3.3.2 拉曼光谱分析
        3.3.3 形貌结构分析
        3.3.4 XPS光谱分析
        3.3.5 光学特性分析
        3.3.6 光电化学性能
    3.4 结论
    3.5 本章小结
第四章 MoS_2纳米片敏化TiO_2纳米棒阵列异质结的光催化性能研究
    4.1 引言
    4.2 实验部分
        4.2.1 样品的制备
        4.2.2 样品的表征
    4.3 结果与分析
        4.3.1 XRD物相分析
        4.3.2 拉曼光谱分析
        4.3.3 形貌结构分析
        4.3.4 XPS光谱分析
        4.3.5 光学特性分析
        4.3.6 光催化性能
        4.3.7 光催化反应机理
    4.4 结论
    4.5 本章小结
第五章 结论与展望
    5.1 主要结论
    5.2 工作展望
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间参与项目、学术会议及发表论文一览


【参考文献】：
博士论文
[1]异质结光催化剂界面电子迁移的调控方法及光催化特性[D]. 李厚芬.大连理工大学 2016



本文编号：3599477