Ti基底上TiO2納米管制備、修飾及其光電化學(xué)性能研究.pdf

1、光電化學(xué)分析技術(shù)具有靈敏度高、響應(yīng)速度快的特點(diǎn)，已廣泛應(yīng)用到生命科學(xué)、環(huán)境污染物監(jiān)測、食品安全等領(lǐng)域。TiO2納米管憑借其穩(wěn)定的化學(xué)性、良好的生物相容性、優(yōu)異的光響應(yīng)、顯著的表面效應(yīng)以及一維電子傳輸結(jié)構(gòu)等獨(dú)特性質(zhì)在光電化學(xué)研究領(lǐng)域應(yīng)用前景廣闊。但由于其對(duì)可見光利用率低、光生電子-空穴易復(fù)合、量子效率低，因此需要進(jìn)行光電性能方面的改進(jìn)。本文以Ti箔為基底，分別采用水熱法和陽極氧化法制備TiO2納米管，分別標(biāo)記為TiO2NTs-A和TiO2

2、NTs-B，并分別進(jìn)行貴金屬Pt沉積及氧化物IrO2修飾，對(duì)其進(jìn)行了光電化學(xué)性質(zhì)的研究。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴通過水熱法制備TiO2NTs-A，采用 XRD、SEM、EDS、TEM等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)、形貌、成分進(jìn)行表征，研究水熱制備參數(shù)對(duì)其形貌、光電化學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：Ti箔上旋涂鈦溶膠3次，每次旋涂50uL，并于150℃水熱反應(yīng)9h所得TiO2NTs-A的光電化學(xué)性能最好。⑵通過陽極氧化法制備TiO2NTs-B，采用XR

3、D、SEM、EDS和XPS等手段對(duì)其結(jié)構(gòu)、形貌、成分進(jìn)行表征，研究陽極氧化參數(shù)對(duì)其形貌的影響。結(jié)果表明：在30V穩(wěn)恒電壓下，0.3wt.％NH4F+2vol.%H2O的乙二醇溶液陽極氧化6h可制備高度有序、垂直Ti基底的TiO2納米管陣列。⑶以TiO2NTs-A為載體，采用光還原法負(fù)載Pt納米粒子得到Pt/TiO2NTs-A；采用化學(xué)沉積法負(fù)載IrO2納米粒子得到IrO2/TiO2NTs-A，并進(jìn)一步光照還原負(fù)載Pt納米粒子得到Pt/I

4、rO2/TiO2NTs-A。對(duì)各電極的光電化學(xué)性能研究表明：在-0.5V~+0.5V電壓范圍內(nèi)，各電極產(chǎn)生的光電流隨電壓正移而增大。⑷以TiO2NTs-B為載體，采用光還原法負(fù)載 Pt納米粒子得到Pt/TiO2NTs-B；采用化學(xué)沉積法負(fù)載IrO2納米粒子得到IrO2/TiO2NTs-B，并進(jìn)一步光照還原負(fù)載Pt納米粒子得到Pt/IrO2/TiO2NTs-B。分別對(duì)以上電極進(jìn)行XRD、SEM、EDS、XPS表征以及光電化學(xué)性能研究，結(jié)果