黄铜基底上铜/锌复合氧化物薄膜的制备及光电化学性能研究

通过草酸腐蚀和热氧化在α-黄铜基底上制备出铜/锌复合氧化物薄膜,探究了草酸质量分数(0.1%~15.0%)和加入少量(0.1%~5.0%)乙酸对复合氧化膜光电化学性能的影响。利用扫描电镜、X射线衍射、透射电镜、X射线光电子能谱等手段分析了复合薄膜的形貌、结构和表面化学特性。在0.1 mol/L Na_2SO_4电解液中测试了复合薄膜在零偏压下的可见光光电流响应。结果表明,经60°C的10.0%草酸腐蚀及300°C热氧化可制备出光电化学性能较好的氧化物薄膜,零偏压下的阴极光电流密度为19μA/cm~2。氧化膜中有纳米片和微米颗粒两种组织结构。10.0%草酸+1.0%乙酸的溶液腐蚀后热氧化制备的样品中由于微米颗粒的裂解而增大了氧化膜的比表面积,因此在零偏压下的阴极光电流密度增大到42μA/cm~2。     

超薄SnO_2修饰Cu_2O多孔薄膜的可见光光电化学性能

在FTO(即掺杂氟的Sn O2透明导电玻璃)基底上采用两步恒流电沉积,得到厚度约500 nm的金属Cu薄膜,然后置于Sn O2溶胶中浸渍并经175°C加热氧化,制得由超薄Sn O2修饰的Cu2O多孔薄膜。利用X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、扫描电镜(SEM)和漫反射–紫外可见光谱(UV-Vis DRS)表征了试样的结构、形貌及光学性质。通过在0.2 mol/L Na2SO4溶液中测试样品在可见光和零偏压下的光电流,分析了薄膜的光电化学性能。结果表明,超薄的Sn O2修饰层能显著增强Cu2O多孔薄膜的光电化学性能。在Sn O2溶胶中浸渍10 s所制备的超薄Sn O2修饰Cu2O多孔薄膜,其光电流密度是Cu2O未修饰薄膜的4倍。     

聚乙二醇对FTO基底上电沉积?热氧化制备的ZnO薄膜光电化学性能的影响

通过先电沉积后热氧化的方法在氟掺杂Sn O2(FTO)基底上制备了多孔ZnO薄膜。研究了聚乙二醇(PEG-6000)质量浓度对ZnO薄膜的形貌、结构及可见光光电流的影响。结果表明,在恒定电流密度7.0 mA/cm~2沉积300 s的条件下,于含有0.4 mol/L Zn Cl2、5.0 mol/L NH_4Cl和0.4 mol/L H3BO3的镀液中添加10～200 mg/L的PEG-6000,有利于在FTO基底上得到结合良好的金属Zn沉积层,热氧化后转变为有基底Sn自发掺杂的多孔ZnO薄膜。其中PEG质量浓度为50 mg/L时制得的ZnO薄膜厚度最大、孔隙最多,表现出良好的光电化学性能。     

TiO2/In2S3复合薄膜的制备及光电化学性能研究

首先采用水热法在FTO(SnO2:F)透明导电玻璃衬底上合成TiO2纳米片阵列,继而在TiO2纳米片表面水热制备In2 S3纳米颗粒形成TiO2/In2 S3复合薄膜.通过X射线衍射仪(XRD)、X射线能谱仪(EDX)、扫描电子显微镜(SEM)和紫外-可见光吸收谱以及三电极光电化学测试系统对复合薄膜的晶相、微观形貌、光学性能和光电性能进行了表征和分析.结果表明,随着In2 S3水热生长时间的延长,复合薄膜的光吸收性能逐步延伸到可见光区域.光电化学(PEC)测试结果表明光照条件下,TiO2/In2S3复合薄膜的电流显著提高,是TiO2纳米片阵列电流的4.2倍.     

气溶胶辅助CVD法制备F掺杂SnO2薄膜及其性能

采用气溶胶辅助化学气相沉积法(AACVD)在玻璃衬底上沉积F掺杂SnO_2(FTO)薄膜,研究了前驱液中不同F/Sn摩尔比制备的FTO薄膜的结构、表面形貌、光学、电学及光致发光性能。结果表明:所制备FTO薄膜均为(200)面择优取向的多晶四方金红石相结构;前驱液中F/Sn摩尔比的增加,会导致(110)面的衍射峰强度增加,薄膜表面堆积颗粒形状发生变化,薄膜样品光学透过率提升;当F/Sn摩尔比=40%时,FTO薄膜具有最大的载流子浓度1.031×10~(21) cm~(–3)以及最小的电阻率3.42×10~(–4)?·cm,这可归结为适量F的存在产生不同的缺陷影响。(200)面择优取向FTO薄膜光致发光谱可用于表征不同缺陷形式的跃迁。     

nAERO法制备F掺杂SnO_2薄膜的结构与性能研究

采用nAERO辅助气溶胶薄膜沉积技术制备SnO_2∶F薄膜玻璃(FTO),研究了F掺杂量对SnO_2∶F薄膜结构和性能的影响,分别利用X射线衍射仪、扫描电镜、雾度测量仪、方阻测量仪、Lambda750分光光度计对所生产的玻璃薄膜的结构、形貌等进行了研究,讨论了F掺杂量对雾度、透过率、反射率、方阻等薄膜性质的影响。     

可见光照射下Fe3+掺杂量对玻璃基TiO2薄膜亲水性能的影响

采用溶胶-凝胶法在普通玻璃衬底上制备了不同Fe3+掺杂量的TiO2薄膜.通过X射线光电子能谱仪(XPS)、X射线衍射仪(XRD)、场发射扫描电子显微镜(SEM)、UV-Vis-NIR3600型紫外-可见分光光度计、CA-XP150型水接触角测试仪研究了不同Fe3+掺杂量对TiO2薄膜微观结构、表面形貌、光学性能和亲水性能的影响.结果 表明,所制备的不同Fe3+掺杂量的TiO2薄膜均具有锐钛矿结构;随着Fe3+掺杂量的增大,薄膜样品(镀膜玻璃)在可见光区的平均透过率从70.28％降低到61.45％.当薄膜中Fe3+掺杂量为0.25mol％时,薄膜样品具有最佳的亲水性能,在可见光照射120 min后水接触角降到3.2°;在黑暗中放置20 h后水接触角恢复到4.0°.     

WO3/ZnWO4复合薄膜的制备及其光电化学性能研究

采用水热法在导电玻璃(FTO)上制备WO_3纳米薄膜,然后通过改变水热反应时长(1、3、5 h)在WO_3纳米薄膜上成功制备了WO_3/ZnWO_4复合薄膜。利用XRD和SEM对WO_3/ZnWO_4复合薄膜样品的组成结构及形貌进行分析。并对WO_3/ZnWO_4复合薄膜样品进行吸收光谱测试、光电流测试、光电催化测试和交流阻抗测试。结果表明,在1.6 V时模拟太阳光照射下,单一WO_3纳米薄膜光电流密度为1.61 mA/cm~2,光电催化效率约为42.9%。WO_3/ZnWO_4复合薄膜样品相较于单一WO_3纳米薄膜,其光吸收特性、光电流特性及光电催化活性显著提升。且水热反应3 h的WO_3/ZnWO_4复合薄膜样品相较于水热反应1和5 h的WO_3/ZnWO_4复合薄膜样品具有更优的光电化学性能,其光电流密度达到2.49 mA/cm~2,光电催化效率约为61.8%。     

TiO2纳米片阵列的表面改性及其在杂化太阳能电池中的应用

通过水热法在氟掺杂氧化锡导电玻璃(FTO glass)上成功制备出TiO₂纳米片(TNS)阵列。使用三苯胺配合物D2对FTO/TNS进行表面改性处理,并使用扫描电子显微镜、X射线衍射仪、紫外可见吸收光谱、瞬态光电流、荧光光谱、接触角、电流密度–电压(J–V)测试仪、电化学阻抗谱对电极的结构形貌、表面特性以及电池的光电特性进行了表征,发现表面改性可提高有机聚合物与无机材料之间的化学相容性。接触角测试表明:TiO₂表面改性后由亲水性向疏水性转变。电化学阻抗分析表明:TiO₂表面改性后界面的复合电阻和电子寿命分别由原来的866.8?·cm²和48.1μs增大至932.2?·cm²和127.1μs。J–V曲线表明:与未改性的电池相比,改性后电池的光电转换效率由未改性的0.20%提高到1.52%。     

不锈钢基二氧化铅涂层阳极的制备及电化学性能

采用阳极恒流电沉积法在不锈钢上制备了PbO<,2>涂层阳极和分别由Fe、Ni掺杂的PbO<,2>涂层阳极.利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线荧光光谱仪(XRF)研究了涂层的微观结构、表面形貌及元素组成.采用电化学工作站测定了涂层的开路电位,并通过循环伏安法研究了涂层分别在0.1 mol/L N...     

TiO_2/ZnO双层电子传输层的制备及光电化学性能

首先在氟掺杂的氧化锡导电玻璃(FTO)上水热生长一层TiO_2纳米棒阵列薄膜,然后通过旋涂法旋涂ZnO籽晶层后水热法生长ZnO纳米棒得到TiO_2/ZnO纳米棒阵列薄膜。通过XRD、SEM、PL、UV-Vis和电化学工作站等对单层TiO_2纳米棒和TiO_2/ZnO纳米棒的结构、表面形貌、荧光性能、光吸收强度以及光电化学性质进行表征。结果表明,随着水热生长ZnO时间的增长,ZnO纳米棒密度增加; ZnO纳米棒的生长时间不同使其荧光强度不同,TiO_2/Zn O纳米棒的荧光强度与单层TiO_2纳米棒相比有着微小的减弱,没有明显的衍射峰; TiO_2/ZnO纳米棒复合材料比单层TiO_2的光吸收强度高,提高其光学性能,但是吸光区域都在紫外光区域;在标准模拟太阳光照射下,TiO_2/Zn O纳米棒的光电流为0. 002 m A,单层TiO_2纳米棒的光电流为0. 006 m A,复合薄膜的电流有着明显的变化。     

阳极氧化法制备TiO_2薄膜及光电化学性能研究

采用阳极氧化法,分别以稀硫酸溶液和氟化钠-乙二醇-水溶液为电解液,在钛片上制备纳米TiO_2薄膜。利用X射线衍射(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对纳米TiO_2的形貌及结构进行表征,并通过瞬态光电流谱、光电压-电流及交流阻抗谱测试纳米TiO_2电极的光电化学性能。结果表明,稀硫酸电解液中制备的TiO_2为层状堆积结构。在氟化钠-乙二醇-水溶液中制备的TiO_2为多孔状结构,具有优良的光电化学性能,其光电转化率可以达到1.02%。     

钛网上CdS纳米微球的制备及可见光下产氢性能研究

为了提高催化剂的光催化产氢能力,本文采用简单的水热法,在处理后的钛网表面生长了CdS纳米微球。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和X射线光电子能谱(XPS)等测试手段对样品的成分、结构、形貌进行了表征,并研究了其光电化学性能及可见光下光催化性能。结果表明,钛网上生长的CdS微球由纳米棒组装而成,通过缺陷调控,Cd/S物质的量之比为1∶1(CdS-1)的样品具有良好的光电响应,在零偏压下最大光电流约为140μA,可见光下的产氢率可达212.6μmol·h^-1·cm^-2,并且方便回收,是一种理想的光催化产氢材料。     

WO3/ZnWO4复合薄膜的制备及其光电化学性能研究

摘要：采用水热法在导电玻璃(FTO)上制备WO3纳米薄膜,然后同样使用水热法并改变水热反应时长(1h,3h,5h)在WO3纳米薄膜上成功制备WO3/ZnWO4复合薄膜。利用X射线衍射和扫描电子显微镜对WO3/ZnWO4复合薄膜样品的组成结构及形貌进行分析。并对WO3/ZnWO4复合薄膜样品进行吸收光谱测试、光电流测试、光电催化测试和交流阻抗测试,结果表明WO3/ZnWO4复合薄膜样品相较于单一WO3纳米薄膜,具有更好的光吸收特性、更优秀的光电流特性和显著提升的光电催化活性。且水热反应3h的WO3/ZnWO4复合薄膜样品相较于水热反应1h和5h的WO3/ZnWO4复合薄膜样品具有最高的光电流密度和最优的光电催化效率。     

Ti~(3+)掺杂的TiO_2纳米管阵列制备及其电化学阻抗谱研究

在质量分数为1.0%的HF溶液中,对纯钛片进行阳极氧化,获得了TiO2纳米管(TNTs)阵列。采用扫描电镜和X射线衍射表征了TNTs阵列的表面形貌及晶型结构。在450°C下热处理可以使TNTs由无定形态转化为锐钛矿型。将热处理后的TNTs阵列置于1.5 mol/L的(NH4)2SO4电解液中进行电化学还原,制备了Ti3+掺杂的TNTs阵列。利用电化学阻抗谱研究了掺杂时间对纳米管阻抗的影响。X射线光电子能谱显示,在-1.45 V(相对于饱和甘汞电极)下经过60 s电化学还原自掺杂,可以使TNTs表面42.19%的Ti4+转化为Ti3+,从而有效降低了晶型转变后TNTs的阻抗。     

负载Pt的透明TiO_2纳米管薄膜的非对称性光电性能

在FTO导电玻璃上采用磁控溅射法和阳极氧化法制备高度透明TiO_2纳米管(TNT)阵列薄膜,然后溅射沉积Pt纳米粒子,退火后获得半透明负载Pt的TiO_2纳米管阵列薄膜(TNT-Pt)。通过扫描电子显微镜、X射线衍射、X射线光电子能谱对薄膜的微观形貌和组成成分进行表征,证实了TNT-Pt薄膜中Pt纳米粒子的存在。测试结果表明,相对于纯TNT阵列薄膜,TNT-Pt薄膜的光吸收边缘明显发生红移,可见光照射下的光电转换效率提高到35倍。此外,鉴于薄膜的半透明性,TNT-Pt薄膜的正面和反面在可见光照射下均进行了光电流测试,薄膜表现出非对称性光电性能,即反面照射时的光电性能明显优于正面照射。     

Al/SnO_2/FTO结构双极型电阻开关的制备及其性质研究

通过溶胶凝胶的方法,在FTO衬底上制备得到SnO_2薄膜,并对SnO_2薄膜的晶体结构以及荧光光谱(PL)进行了研究。XRD结果显示SnO_2薄膜为多晶结构,荧光光谱结果表明SnO_2薄膜存在氧空位以及氧填隙等缺陷。通过直流磁控溅射在SnO_2薄膜上面溅射Al作为顶电极,并对Al/SnO_2/FTO结构进行了电阻开关性质研究,测试结果表明器件具有双极型电阻开关性质和良好的阻态保持特性。对器件的电流-电压曲线特征进行了研究,认为SnO_2薄膜内氧离子(氧空位)在电场作用下发生迁移,在Al/SnO_2界面发生氧化还原反应是引起Al/SnO_2/FTO电阻状态改变的原因。     

锌掺杂对针状氧化铁的结构及电化学性能的影响

采用微乳–超临界干燥法制备了Zn2+掺杂针状Zn0.34Fe2.66O4纳米晶。利用红外光谱仪、能谱仪、X射线衍射仪和透射电子显微镜对样品的晶体结构、化学组成、粒径和形貌进行表征。结果表明:产物为形貌规整的针状,长径比明显小于Fe3O4的。通过循环伏安、恒流充放电和交流阻抗等方法研究了Zn0.34Fe2.66O4电极的电化学性能,结果表明:在1mol/L H2SO4溶液中,在0～1.6V(vs饱和甘汞电极)电位范围内,Zn2+掺杂Zn0.34Fe2.66O4材料的电活性和循环稳定性、可逆性优于Fe3O4的。在1A/g电流密度下,单电极比容量达1116F/g,大电流充放电性能良好。     

SnO_2纳米球的制备及其电化学性能

以Na_2SnO_3·4H_2O为原料,CO(NH_2)_2为沉淀剂,采用水热法制备了SnO_2纳米球。利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、比表面积测试仪(BET)及电化学测试仪测试材料的结构、形貌、比表面积及电化学性能。结果表明,所制备的纳米SnO_2材料具有规整的球体形貌,颗粒分散均匀,半径约为400nm,呈典型的金红石相结构。在电压为0.01~3V、电流密度200mA/g的条件下进行充放电测试,首次放电比容量为2206.6mA·h/g,50次循环后,放电比容量保持在440mA·h/g,具有较好的循环性能。     

BiOBr/石墨烯/TiO_2纳米管阵列薄膜的制备及光电化学性能研究

通过水热处理TiO_2纳米管阵列和氧化石墨烯制备石墨烯/TiO_2纳米管薄膜材料,并进一步连续离子沉积BiOBr来制备BiOBr/石墨烯/TiO_2纳米管阵列薄膜材料。利用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线电子能谱和紫外-可见漫反射光谱等测试手段对所得样品的物相组成、表面形貌及元素形态和光吸收性能等进行表征。结果表明,TiO_2纳米管的表面成功负载了石墨烯和BiOBr纳米片。紫外-可见漫反射吸收光谱表明,BiOBr和石墨烯共同修饰的TiO_2纳米管的吸收带边发生明显红移,其可见光吸收性能明显提高。光电电化学性能测试表明,BiOBr和石墨烯的共同修饰有效提高了TiO_2纳米管的光电流、光电压和光电转换效率。