硼和硼氮共摻雜二氧化鈦的光電性質(zhì)研究.pdf

1、能源問題與環(huán)境問題是目前以至未來較長(zhǎng)一段時(shí)間影響人類社會(huì)發(fā)展的重要問題。發(fā)展新能源與治理環(huán)境已經(jīng)成為人們迫切需要解決的重大課題，而太陽(yáng)能光化學(xué)成為了解決能源與環(huán)境問題的最有前景的解決途徑之一。本課題以二氧化鈦的改性為出發(fā)點(diǎn)，通過鈦酸四丁酯直接水解與水熱處理兩步反應(yīng)法制備出硼摻雜納米二氧化鈦粉體。發(fā)現(xiàn)硼摻雜的引入形成Ti-O-B結(jié)構(gòu)，有利于改善粉體光電性能，并且，隨著摻雜含量的增加，粉體的光電性能有所提升。通過 XRD、SEM/TEM、X

2、PS、FT-IR以及UV-vis對(duì)全系列硼摻雜二氧化鈦粉體進(jìn)行表征與測(cè)試。并將硼摻雜二氧化鈦粉體組裝成染料敏化太陽(yáng)能電池，優(yōu)化了光陽(yáng)極的涂膜厚度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，硼元素?fù)诫s以Ti-O-B鍵和B-O-B鍵形式存在，隨著摻雜含量的增加，電池的短路光電流增大，開路光電壓減?。幌鄬?duì)于空白二氧化鈦制備的DSSC電池2.00％的轉(zhuǎn)換效率，硼摻雜二氧化鈦組裝的電池效率普遍提高，最高達(dá)2.39%。與此同時(shí)采用羅丹明B（RhB）降解反應(yīng)作為探針反應(yīng)，測(cè)試了

3、硼摻雜二氧化鈦粉體的光催化性能，發(fā)現(xiàn)硼摻雜可以增強(qiáng)二氧化鈦粉體的光催化活性，光催化速率最高達(dá)到了空白二氧化鈦粉體的2倍。
　　本實(shí)驗(yàn)結(jié)合文獻(xiàn)確認(rèn)了通過氮摻雜可以窄化二氧化鈦粉體帶隙寬度，拓展吸收頻段（產(chǎn)生可見光吸收帶）。且硼元素與氮元素有較好的配伍性，不會(huì)產(chǎn)生互相抑制的效果。因此采用實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)的氣相強(qiáng)制摻氮反應(yīng)儀器對(duì)硼摻雜二氧化鈦粉體進(jìn)行氣相強(qiáng)制摻氮，制備了硼氮共摻雜二氧化鈦粉體。通過多種表征手段表征了硼氮共摻雜粉體的形貌、相