一維納米SnO2-TiO2復(fù)合薄膜電極的制備及光電性能研究.pdf

1、近年來(lái),由于對(duì)短波長(zhǎng)發(fā)光器件的巨大市場(chǎng)需求,人們?cè)絹?lái)越關(guān)注于寬禁帶半導(dǎo)體的研究,二氧化錫(SnO2)是一種典型的寬帶隙(Eg=3.6eV,300K)的n型半導(dǎo)體材料,但是由于SnO2帶隙比較寬,而導(dǎo)帶位置較低,電子更難以激發(fā),在此須選用帶隙相對(duì)比較窄,而導(dǎo)帶位置較高的半導(dǎo)體材料進(jìn)行修飾。關(guān)于SnO2／TiO2復(fù)合體系已有報(bào)道,研究表明由于這兩種半導(dǎo)體材料能級(jí)匹配,光生電子和空穴可以有效分離,復(fù)合幾率減小,從而可以提高SnO2／TiO2復(fù)

2、合體系的光電性能。但是研究者大多是以溶膠.凝膠法或氣相沉淀法制備,這些制備方法存在制備成本高,制備條件苛刻、難以實(shí)用化的缺點(diǎn)。為了尋求更簡(jiǎn)便的制備方法,近年來(lái)已有報(bào)道采用靜電紡絲的方法制備SnO2／TiO2復(fù)合體系,但大多是以TiO2為基底或采用混合前驅(qū)體液進(jìn)行紡絲的方法制備SnO2／TiO2復(fù)合體系,而未見(jiàn)采用靜電紡絲制備SnO2納米線(xiàn)為基底再附著TiO2顆粒的文獻(xiàn)報(bào)道。
　　 本課題采用溶膠-凝膠法制備一維SnO2納米線(xiàn),首

3、先配制出具有一定粘度的前驅(qū)體液,采用靜電紡絲技術(shù)成功地制備PVP／SnCl2·2H2O復(fù)合纖維,并對(duì)工藝條件進(jìn)行了系統(tǒng)的研究,主要考察了PVP濃度、電壓、接收板距離和前驅(qū)體液中無(wú)機(jī)物含量的影響,500℃煅燒5h后可得到一維SnO2納米線(xiàn),通過(guò)對(duì)前驅(qū)體液中SnCl2·2H2O濃度的調(diào)節(jié)制備了直徑為90-180 nm的SnO2納米線(xiàn),再經(jīng)TiCl4溶液水解處理制備得到了SnO2／TiO2薄膜電極。
　　 分別使用SEM和EDS對(duì)薄膜

4、電極進(jìn)行表征,并通過(guò)線(xiàn)性?huà)呙璺卜ê凸怆姶呋瘻y(cè)試方法,分析研究了SnO2／TiO2納米復(fù)合薄膜電極的光電化學(xué)性質(zhì)。結(jié)果表明,當(dāng)前驅(qū)體液中SnCl2·2H2O濃度為3wt％時(shí),得到的SnO2納米線(xiàn)制備的SnO2／TiO2復(fù)合薄膜電極的光電流密度達(dá)到最大；隨后將其與TiO2、SnO2薄膜電極相比,SnO2／TiO2復(fù)合薄膜電極產(chǎn)生的光電流明顯增大；復(fù)合薄膜電極對(duì)羅丹明B(RhB)的光電催化降解率在90 min后可達(dá)到95％,而TiO2僅為5