纳晶TiO2多孔薄膜电极的制备及其性能研究

用溶胶-凝胶法制备的TiO2胶体与乙基纤维素粘稠剂制备胶体溶液,通过丝网印刷技术制备纳晶TiO2多孔薄膜电极,对乙基纤维素的含量、TiO2的固含量和水热时间等制备工艺参数进行了研究.利用优化工艺条件后的纳晶TiO2多孔薄膜电极组装成染料敏化太阳能电池-TiO2/0.5molL LiI 0.05mol/L I2 0.5mol/L 4-叔丁基吡啶的三甲氧基丙腈溶液/Pt,在100mW/cm2光照条件下,光电转换效率可达到6.25%.     

TiO2纳晶电极的光电性能研究

在TiO2胶体中加入3种表面活性剂松油醇、聚丙烯酸甲酯、TX-100和乙基纤维素增稠剂组成浆液,利用丝网印刷技术制备了染料敏化纳晶多孔TiO2薄膜电极.在松油醇、聚丙烯酸甲酯、TX-100和乙基纤维素与TiO2在合适的质量比率下制备的纳晶TiO2电极的光电转换效率可达6.9％;经过TiC14修饰后的纳晶TiO2薄膜电极...     

电介质TiO2粉体增强印刷碳纳米管薄膜的场发射性能

提出了一种可显著改善丝网印刷碳纳米管（CNTs）薄膜场发射特性的浆料制备方法。该方法以乙基纤维素为制浆剂,松油醇为溶剂,通过超声波把CNTs和TiO2粉体均匀地分散成CNTs/TiO2复合浆料,扫描电镜表明,丝网印刷的CNTs/TiO2薄膜在高温下烧结后形成连续的膜体,CNTs被球状的TiO2颗粒均匀隔离;场发射特性测试表明,与单纯的CNTs薄膜相比,CNTs/TiO2薄膜的开启电场降低了0.2V/μm,在电场强度为4.0V/μm时电流密度增加了26.5μA/cm2,结果说明,该方法对于提高CNTs的场发射特性有明显的作用,在CNTs发射显示器的制作中有很好的实际应用价值。     

TiO2纳晶薄膜电极的制备及表征

研究了TiO2纳晶多孔薄膜电极的制备及其表征,采用丝网印刷方法制备了加入造孔剂聚苯乙烯的TiO2纳晶多孔薄膜电极;同时利用SEM、TEM、N2吸附-脱附和XPS对TiO2薄膜电极的晶型、粒径、孔洞分布、元素组成和表面结合态进行了表征分析.     

热处理工艺对多孔TiO2薄膜光催化性能的影响

以十八胺为模板剂,采用溶胶-凝胶法在玻璃基体上制备了多孔TiO2薄膜,研究了热处理工艺对薄膜理化性质及光催化性能的影响。随煅烧温度和煅烧时间的增加,TiO2薄膜表面逐渐形成清晰的孔结构,晶粒尺寸增大。薄膜由锐钛矿型TiO2组成,Ti以Ti 4+的形式存在。制备的TiO2薄膜厚度在200nm左右,薄膜的UV-Vis透射率随煅烧温度的升高呈下降趋势,随煅烧时间的延长先下降而后又上升。多孔TiO2薄膜光催化降解甲基橙结果表明,随煅烧温度升高薄膜的光催化活性增加,在500℃煅烧2h制备的薄膜具有最佳的光催化活性。     

PEG1000用量对多孔TiO_2薄膜结构及光催化性能的影响

以钛酸四丁酯为钛源,PEG1000为模板剂,乙酰丙酮为稳定剂,制备了TiO2溶胶,通过浸渍-提拉法在载玻片上制备了多孔TiO2薄膜。采用X射线衍射、扫描电镜、紫外-可见透射光谱、X射线光电子能谱、N2吸附-脱附等对TiO2薄膜的晶相结构、表面形貌、化学组成及TiO2粉体的BET比表面积和孔径分布进行了表征。考察了TiO2薄膜对甲基橙的光催化降解活性。实验结果表明,TiO2薄膜催化剂的晶型为锐钛矿型,Ti以Ti4+形式存在。随着PEG1000添加量的增加,薄膜表面形貌变得粗糙,孔数量先增加而后下降;多孔TiO2薄膜在紫外区域内的吸收边沿向短波方向移动,薄膜透射率也发生波动,但薄膜的厚度基本不变。当PEG1000添加量为2.0g时,薄膜中存在大量的介孔,薄膜的比表面积最大,光催化性能最佳。     

浸渍法在玻璃单层上选择沉积TiO2薄膜

以硅烷偶联剂作为表面修饰剂,在大气气氛中于普通载玻片上的有机单层上选择沉积制备出TiO2薄膜.使用差示扫描量热-失重(DSC-TG)分析、X射线衍射(XRD)分别对TiO2薄膜的凝胶前驱体和TiO2粉末进行表征,并对TiO2薄膜进行了X射线荧光光谱(XRF)分析.结果表明,所制备的TiO2薄膜是纳米级的锐钛矿单层膜.     

铂分布形式对TiO2薄膜光电化学行为的影响

采用Sol-Gel法通过交替浸渍提拉工艺制备了Pt以不同形式分布的TiO2薄膜（均匀分布，底层分布）．采用三电极体系研究薄膜的光电化学行为，并用制备的薄膜组装成染料敏化纳米晶太阳能电池（DSSC），考察了DSSC的光电转换性能．结果显示：Pt底层分布的TiO2薄膜在紫外光照射下，三电极体系的光电流增强，乙醇作为空穴捕获剂添加到电解质体系中光电流进一步增强，且从线性伏安曲线可知，Pt底层分布的TiO2薄膜中有更多的自由空穴存在；这些结果表明：Pt底层分布的TiO2薄膜光生载流子得到有效分离，且光生空穴分布在表层；由于Pt底层分布的TiO2薄膜具有表层空穴富集的趋势，DSSC在光照下，敏化剂产生的电子易于向Pt底层分布的TiO2薄膜转移，表现在短路电流Isc和开路电压Voc的显著增大．     

纳米材料对阔叶纤维素包装膜性能影响的研究

采用NMMO法,以阔叶纤维素为原料制备纤维素膜,通过向铸膜液中添加经硅烷偶联剂KH-550改性的纳米SiO2,钛酸酯偶联剂改性的CaCO3以及载银TiO2材料制备纳米／纤维素复合膜。对制备纳米／纤维素复合膜微观结构采用原子力显微镜（AFM）和扫描电子显微镜（SEM）进行了表征,并结合力学性能和透氧性能测试分析了纳米材料结构和含量对膜综合性能的影响。结果表明：纳米材料的加入可以改善NMMO法纤维素膜的透氧性能,当改性纳米SiO2、改性纳米CaCO3和载银TiO2添加质量分数分别为2％、1％和1．5％时制备的纤维素纳米复合薄膜的综合性能达到最优。     

溶胶凝胶法制备TiO2薄膜的微观结构和光学性能研究

以乙二醇甲醚为溶剂,羟基纤维素（HPC）为添加剂,用溶胶-凝胶法制备了多孔TiO2薄膜。扫描电镜（SEM）观察发现多孔TiO2薄膜孔径随HPC含量增加而变大。X射线衍射（XRD）表明得到的TiO2薄膜均为锐钛矿相,对XRD点阵参量进行计算,发现随HPC含量的增大,薄膜晶粒尺寸先减小后增大。表面轮廓仪膜厚测试表明随HPC含量的增大,薄膜厚度逐渐减小。UV—vis光谱分析表明随HPC含量增大,薄膜透射性能有所下降。     

Nanoporous Ti-metal film deposition using radio frequency magnetron sputtering technique for photovoltaic application

Nanoporous Ti-metal film electrode was fabricated by radio frequency (rf) magnetron sputtering technique on nanoporous TiO2 layer prepared by sol-gel combustion method and investigated with respect to its photo-anode properties of TCO-less DSCs. The porous Ti layer (approximately 1 microm) with low sheet resistance (approximately 17 Omega/sq.) can collect electrons from the TiO2 layer and allows the ionic diffusion of I(-)/I(3-) through the hole. The porous Ti layer with highly ordered columnar structure prepared by 8 mTorr sputtering shows the good impedance characteristics. The efficiency of prepared TCO-less DSCs sample is about 4.83% (ff: 0.6, Voc: 0.65 V, Jsc: 11.2 mA/cm2).     

Formaldehyde degradation by photocatalytic Ag-doped TiO2 film of glass fiber roving

The photocatalytic Ag doped TiO2 porous films were prepared by sol-gel method and dip coated on glass fiber roving. The sol composed of titanium (IV) isopropoxide, triethanolamine, ethanol and nitric acid followed by calcination of the film at 500 degrees C for 1 hour with a heating rate of 3 degrees C/min. The surface morphology and properties of synthesized TiO2 films were characterized by X-ray diffraction, atomic forced microscope and scanning electron microscope. A laboratory photocatalytic reactor was set up to carry out photoactivity of the prepared catalysts. The results show that TiO2-Ag and TiO2-Ag-TEA porous films give highest rate of formaldehyde gas degradation. It can be noted that triethanolamine exhibits two effects on TiO2 composite films; one is its effect on porous film structure and second is a reverse effect of hindrance of anatase growth.     

丝网印刷法制备染料敏化太阳能电池光电性能的研究

采用水热法制备TiO2纳米颗粒,将获得的TiO2纳米颗粒制备成胶体,采用丝网印刷法在FTO表面刷涂制备染料敏化太阳能电池（DSSC）光阳极,通过扫描电子显微镜对电极表征和电池光电性能测试,探讨印刷层数及入射光强对DSSC光电性能的影响,实验结果表明,将制备的光阳极组装成电池后具有较好的光电性能,当印刷层数为8层、光强为80W／m2时,电池取得最好的光电性能。     

氮掺杂改性TiO_2多孔薄膜光催化降解4-硝基苯酚

本文采用溶胶-凝胶法制备了N掺杂TiO_2光催化剂,并对N掺杂TiO_2进行了改性,分别以P25、N掺杂TiO_2、改性的N掺杂TiO_2为原料,通过逐步研磨、旋转涂膜以及高温煅烧制得三种多孔薄膜,并对其进行了表征。场发射扫描电子显微镜(FESEM)观察结果显示,煅烧后薄膜呈现显著的多孔结构。以4-硝基苯酚(4-NP)溶液为目标污染物,研究紫外光下TiO_2多孔薄膜的光催化性能,确定最佳降解条件,并研究了薄膜耐用性以及三种薄膜对4-NP的光催化性能的比较。结果表明,三种多孔薄膜中,改性N掺杂TiO_2多孔薄膜光催化性能最佳,10mg/L的4-NP溶液吸附30min,在pH=2条件下180min,降解率达到了90%以上,改性N掺杂TiO_2多孔薄膜单次降解180min,循环使用4次的降解率仍接近80%,显示了薄膜具有较好的可耐用性。     

复合电沉积制备SnO2/TiO2薄膜及其光电催化性能

为了寻求廉价、高效和稳定的光催化剂,用复合电沉积技术在紫铜片上制备了Sn/TiO2薄膜,经300℃热氧化使之形成SnO2/TiO2复合电极.利用SEM,XRD对薄膜进行了表征,以甲基橙为模型化合物,对复合电极的光催化和光电催化性能进行了测定.研究表明:该薄膜由0.3~1μm的颗粒构成,每个颗粒又由纳米晶粒形成;电极具有多孔结构,膜中的SnO2以两种不同的晶体结构存在;在薄膜质量相等的情况下,SnO2/TiO2薄膜的光催化活性是纯TiO2粒子膜的2.87倍;外加一定偏压下,其催化性能大幅度提高.     

聚苯胺/TiO2复合纳米膜电极的制备及其光电性能

采用原位化学氧化法,在酸性TiO2溶胶中未加分散剂制备了聚苯胺修饰的TiO2稳定溶胶,并以涂刮法在柔性导电塑料薄膜上成膜。利用FT-IR、XRD、TEM、选区电子衍射、紫外-可见光谱、光电流-电压曲线对所制备的复合溶胶及复合膜进行了表征。结果表明TiO2与聚苯胺之间实现了结构上的复合,聚苯胺的引入改善了TiO2膜对太阳光的利用率,提高了TiO2膜的光电响应性能。这种用复合溶胶制备聚苯胺/TiO2复合膜的方式扩大了成膜基底的范围。     

Enhancement of photovoltaic performance in dye-sensitized solar cells with the spin-coated TiO2 blocking layer

The TiO2 thin film layers were introduced with the spin-coating method between FTO electrode and TiO2 photoanode in dye sensitized solar cell (DSSC) to prevent electron back migration from the FTO electrode to electrolyte. The DSSC containg different thickness of TiO2 thin film (10-30, 40-60 and 120-150 nm) were prepared and photovoltaic performances were analysed with /-Vcurves and electrochemical impedance spectroscopy. The maximum cell performance was observed in DSSC with 10-30 nm of TiO2 thin film thickness (11.92 mA/cm2, 0.74 V, 64%, and 5.62%) to compare with that of pristine DSSC (11.09 mA/cm2, 0.65 V, 62%, and 4.43%). The variation of photoelectric conversion efficiency of the DSSCs with different TiO2 thin film thickness was discussed with the analysis of crystallographic and microstructural properties of TiO2 thin films.     

P3HT及CTCHT修饰纳米TiO2的光电性能研究

用光电流作用谱、光电流-电势图等光电化学方法研究了聚3-己基噻吩(P3HT)及3-己基噻吩和2-噻吩甲酸共聚物(CTCHT)修饰纳米结构TiO2电极的光电转换性质。结果表明,经修饰后的纳米TiO2电极光电流明显增强,光电转换效率得到明显提高。在复合膜电极中存在p-n异质结,异质结的存在有利于光生电子-空穴对的分离,降低了电荷的反向复合几率,提高了光电转换效率。     

玻璃基底TiO2纳米管阵列的制备及其光电性能研究

提高二氧化钛纳米管阵列电极的机械稳定性,改善电极的透光性能,有助于提高其光电催化性能,拓展电极的应用范围.通过室温射频溅射方法在玻璃基底上溅射一层金属钛膜,然后在含0.5%HF的电解液,10V阳极氧化电压下进行阳极氧化,得到玻璃基TiO2纳米管阵列电极.扫描电子显微镜和X射线衍射分析表明,玻璃基表面形成了孔径为20～30nm,管长约130nm排列有序的锐钛矿型TiO2纳米管阵列.光电性能测试表明,玻璃基TiO2纳米管阵列与金属钛基TiO2纳米管阵列表现出相似的光电催化性能,明显优于磁控溅射制备的TiO2薄膜.     

Effects of substrate heating on the photovoltaic characteristics of dye-sensitized solar cells during two-step Ti film deposition by RF magnetron sputtering

Nanoporous Ti metal film electrodes for use as photoanodes in dye-sensitized solar cells (DSSCs) were deposited directly on the nanoporous TiO2 layer using the two-step RF magnetron sputtering technique. The Ti film electrode replaces the transparent conducting oxide (TCO) layer. The effect of substrate heating during the deposition of the Ti film was studied to improve the porosity and columnar array of the film pores and the resulting cell efficiency. The porous Ti layer (-41 microm) with low sheet resistance (-1.7 omega/sq) was obtained by deposition at 250 degrees C. The porous Ti layer collects electrons from the TiO2 layer and allows the diffusion of I-/I3(-) through the holes. The DSSC efficiency (eta) using porous Ti layers with highly columnar structures was measured with the highest conversion efficiency of -5.77%; the other photovoltaic properties were ff: 0.76, V(oc): 0.72 V, and J(sc): 10.6 mA/cm2.