納米Ag2S及Ag2S-TiO2 NAs異質(zhì)結(jié)的制備及其性能研究.pdf

1、隨著生活水平的提高，人類追求著低碳、環(huán)保、綠色、整潔的生活方式。然而，化石能源的過(guò)度利用，已導(dǎo)致了能源枯竭和環(huán)境污染等問(wèn)題;開發(fā)和利用新型的清潔能源是解決能源與環(huán)境問(wèn)題的根本之道，是實(shí)現(xiàn)“低碳環(huán)保、綠色整潔”的必行之路。太陽(yáng)能以獨(dú)特的方式為萬(wàn)物生長(zhǎng)提供能量，而太陽(yáng)能是最好的清潔能源而且取之不盡，用之不竭，開發(fā)和利用太陽(yáng)能是我們的最佳選擇。
　　Ag2S是一種直接帶隙(Eg≈0.93eV)的n型半導(dǎo)體材料，具有極高的吸光系數(shù)和很好的

2、光、熱、電等方面的特性，能有效的利用太陽(yáng)能。然而，TiO2是目前較成熟的光陽(yáng)極材料之一，由于其帶隙寬(Eg≈3.2eV)，且效率很低，嚴(yán)重限制了TiO2的應(yīng)用。為提高其利用效率，對(duì)TiO2 NAs進(jìn)行表面改性，采用窄帶隙的半導(dǎo)體材料與之復(fù)合是一種有效的手段。本課題以不同形貌Ag2S的制備及性能研究和Ag2S對(duì)TiO2 NAs的表面改性兩個(gè)方面展開的。
　　1、采用不同實(shí)驗(yàn)方法，通過(guò)控制硫源，濃度，混合次序等參數(shù)，成功的制備出了零維

3、、一維和三維結(jié)構(gòu)的Ag2S。其中，三維的蠕蟲網(wǎng)狀納米Ag2S的光催化性能最好，其光催化降解甲基橙的速率ω為4.07mol/g h，其相應(yīng)的光生載流子濃度ρ為6.89×1017cm-3,其尺寸d為60～80nm、l為0.4～0.8μm。而純Ag2S的光電轉(zhuǎn)換效率僅為0.22％
　　2、以AgNO3水溶液和Na2S·9H2O水溶液為前驅(qū)體，采用超聲輔助SILAR法，將Ag2S納米顆粒沉積在TiO2納米管陣列上，進(jìn)而制得Ag2S/TiO

4、2納米管陣列(Ag2S/TiO2NAs)異質(zhì)結(jié);通過(guò)循環(huán)次數(shù)(n)可控制AgS納米顆粒的尺寸和負(fù)載量。當(dāng)n=6時(shí)，所得樣品(Ag2S(6)/TiO2 NAs)的性能最好;其短路電流Jsc為2.30 mA/cm2,開路電壓Voc高達(dá)0.94V，其光電轉(zhuǎn)換效率η和光降解甲基橙的速率ω分別高達(dá)1.51％和25.40g/m2·h。此時(shí)，其尺寸為8～12nm，負(fù)載量為8.27％?？傊?，所得Ag2S/TiO2 NAs異質(zhì)結(jié)復(fù)合結(jié)構(gòu)的性能取決于Ag2