纳米结构二氧化钛的空位调控及界面n-p效应研究

发布时间：2023-03-15 17:31

　　二氧化钛(TiO₂)作为应用最广泛的半导体材料,因其储量丰富,结构稳定,环境友好等优点,主要被应用在光、电催化领域。然而二氧化钛较低的载流子分离传输效率严重地影响其进一步的应用。通过同质结、异质结的界面工程可以有效地提高表界面间分离传输效率调控。同时,通过氧空位(V_O,n型导电性)和钛空位(V_Ti,p型导电性)的空位工程调控可以提高晶体本征分离传输效率。因此,在n型半导体二氧化钛中通过界面氧空位和钛空位的调控,不仅可以实现界面工程和空位工程的双重优势,而且界面n-p效应还有利于载流子择向传输,大幅度提高载流子的分离传输效率。晶体空位的构筑通常需要高能量,本论文以界面氧高迁移率特性为核心,在温和体系(350°C开放体系煅烧)中,实现了纳米二氧化钛的V_Ti和V_O的同质构筑,提高了载流子的界面n-p传输,揭示了界面n-p效应对光催化和电化学性能的影响机制。具体内容如下:本论文首先实现了n型二氧化钛半导体中的p型结构构筑。利用甘油钛酯的界面富氧特性,成功合成出由空心管构筑的含钛空位和配...

【文章页数】：132 页

【学位级别】：博士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 引言
    1.2 二氧化钛概述
        1.2.1 二氧化钛的晶体结构
        1.2.2 无定形相二氧化钛
        1.2.3 二氧化钛的光催化应用
        1.2.4 二氧化钛的能源储存应用
    1.3 二氧化钛性能提升方法
        1.3.1 纳米复合
        1.3.2 离子掺杂
        1.3.3 空位调控
    1.4 本论文的研究思路及研究内容
    1.5 本论文采用的表征手段和测试方法
第2章 钛空位/配位碳界面复合二氧化钛的制备及其光催化/电化学性能研究
    2.1 前言
    2.2 实验部分
        2.2.1 材料合成方法
        2.2.2 性能测试方法
    2.3 结果与讨论
        2.3.1 形貌及结构表征
        2.3.2 光催化性能研究
        2.3.3 储锂储钠性能研究
        2.3.4 载流子传输机制研究
    2.4 本章小结与展望
第3章 氧空位/钛空位纳米复合二氧化钛的制备及其光催化/电化学性能研究
    3.1 前言
    3.2 实验部分
        3.2.1 材料合成方法
        3.2.2 性能测试方法
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 形貌及结构表征
        3.3.2 光催化性能研究
        3.3.3 储锂储钠性能研究
        3.3.4 载流子传输机制研究
    3.4 本章小结与展望
第4章 氧空位/钛空位原子复合二氧化钛的制备及其光催化/电化学性能研究
    4.1 前言
    4.2 实验部分
        4.2.1 材料合成方法
        4.2.2 性能测试方法
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 形貌及结构表征
        4.3.2 光催化性能研究
        4.3.3 储锂储钠性能研究
        4.3.4 载流子传输机制研究
    4.4 本章小结
第5章 结论与展望
    5.1 结论
    5.2 展望
致谢
参考文献
攻读博士期间的科研成果



本文编号：3762941