PDF《光电论文范文TiO2纳米管阵列的制备及光电性能研究》

经600 ℃退火温度后,TiO2纳米管阵列中更多金红石特征衍射峰,这说明随着退火温度升高,纳米管阵列中部分锐钛矿型 结构已经转变为金红石型,并且各衍射峰变得越加明锐,说明其结晶更加完整.2.3TiO2纳米管的光电化学性能在光 照下,半导体电极产生的光生电子-空穴对迅速分离,扩散至电极/溶液的界面.瞬态光电流时间谱是公认的研究半导 体电极/溶液界面光生电荷转移特性的有效手段.图

3、图4分别为500℃、600℃退火温度,对应不同阳极氧化时间制 备的TiO2纳米管阵列电极在0.5mol/LNa2SO4溶液中测得的瞬态光电流时间谱.由图3可知,500℃退火温度处理不同的 阳极氧化时间制备的TiO2纳米管阵列电极,光照瞬时均产生阳极光电流,60s左右待到稳态,2h阳极氧化的TiO2纳米

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2 管阵列电极光电流最大,4h阳极氧化的样品光电流最小,随着反应时间增加,6h和8h阳极氧化处理的样品光电流趋于 一致,并且光电流并不随阳极氧化时间呈一定对应关系.而图4,600℃退火温度处理样品,光照瞬时也均产生阳极光 电流,70s左右待到稳态,2h阳极氧化的TiO2纳米管阵列电极光电流最大,而8h阳极氧化的样品光电流最小,除了8h 阳极氧化的样品,其他光电流随着TiO2纳米管阵列的阳极氧化时间增大而减小. 通过图

3、图4比较可以得到,同种退火温度下,2h氧化时间的TiO2纳米管对光电流的传输时最好的,可能由于2h阳极 氧化时间的TiO2纳米管的长度最短,有利于光电流的传输.相同氧化时间下,500℃退火温度的TiO2纳米管阵列电极 比对600℃退火温度的样品对光电流值更大.原因可能由于因为500℃退火温度下烧结的TiO2纳米管阵列的晶型大部分 为锐钛矿相,经过600℃热处理后,锐钛矿型结构开始转变为金红石型结构,其所占比例比较少,TiO2纳米管锐钛矿 相结构已经大量转变为金红石相结构了.由于锐钛矿相的TiO2纳米管具有更好的电子传输特性,较金红石相TiO2具 有高效地促进光生电子与空穴分离的特性,可使光电极的费米能级下降,增大了电子注入的驱动力,进而导致光生载 流子复合几率的降低,光电化学性能得到提高. 3结论 采用阳极氧化法在钛片上制备了垂直导向、排列规则的TiO2纳米管阵列电极,管内径约为100nm,管壁厚约为10nm .经500℃退火温度处理后,TiO2纳米管阵列转变为锐钛矿型与金红石型的混晶结构,随着退火温度升高到600℃,金 红石型的晶相比例增加.TiO2纳米管阵列电极所表现出的光电化学特性与电极的阳极氧化时间有关,并且受到TiO2 纳米管晶型结构的影响. 参考文献: [1]MorGK,CarvalhoMA.etal..J.Mater.Res.,2004,19(2):628-634. [2]FujishimaA,HondaK.Nature,1972,238:37-41. Powered by TCPDF (www.tcpdf.org)

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