论文部分内容阅读
二氧化钛是一种价廉、活性高、化学稳定、无毒无害且性能稳定的半导体材料,在电介质材料、光催化等方面有广泛应用：此外,TiO2独特的光电性质使其在光电化学领域有着广阔的应用前景；但因本身能系(-3.2 eV)较宽,对可见光的利用率极低,使其实际应用受到限制,因此制备具有可见光响应的TiO2催化剂成为人们研究的热点。其中,TiO2与不同能级半导体的复合被认为是一种最为行之有效的方法。本论文首先采用钛酸丁酯[(C4H9O)4Ti]水解法制备TiO2粉体,而后采用电泳沉积法在氧化铟锡(ITO)导电玻璃基体表面制备TiO2/不同能级半导体复合涂层；经450℃烧结处理后,运用SEM、EDX、FT-IR、UV-Vis DRS、XRD等测试手段对复合涂层的表面形貌、组成、电子能带结构和物相进行表征；采用CHI 660C电化学工作站分别在pH=7.00磷酸盐缓冲溶液(PBS)中和以pH= 9.51 Na2CO3-NaHCO3缓冲溶液为支持电解质、0.50 mol·L-1甲醇为电活性物质中测试了复合涂层电极的EIS、Tafel极化曲线和CV,并对其光电性能进行分析,得出以下结论：(1)采用电泳沉积法在ITO导电玻璃基体表面制得均匀致密的TiO2复合涂层,确定其最佳工艺条件；(2)通过XRD分析可知：TiO2复合涂层经450℃烧结处理后,TiO2晶型未改变,复合涂层中的ZnO以六方纤锌矿晶型存在,而GeO2、CuS由于其含量低于XRD的检测限,均未检测到明显的衍射峰；(3)通过UV-Vis DRS分析可知：TiO2复合涂层不仅提高了TiO2对紫外光的吸收,而且可以观测到对可见光也有明显的吸收；(4)采用CHI 660C电化学工作站测试了TiO2复合涂层电极的EIS、Tafel极化曲线和CV,经分析可知：半导体的掺杂量不同及不同光源辐照,TiO2复合涂层电极的光电催化活性不同；在100 W白炽灯辐照下,该电极呈现出明显的光电催化活性,但相对于紫外光照射,其光电催化活性仍较低。