TiO2納米管陣列的制備及其光解水性能優(yōu)化研究.pdf

1、利用太陽能分解水制取氫氣是獲取可再生能源的理想方法。TiO2納米管陣列在光解水的應用有極大的潛力。然而獲得規(guī)整的開口TiO2納米管陣列仍存在困難，相結構對TiO2納米管陣列光電性能的影響仍有待探討，TiO2納米管/Ti基底界面阻擋層厚度控制仍鮮見報道。再者，目前TiO2納米管陣列光解水的能量轉換效率約為1％，遠小于目標值10％。針對以上問題，本研究改進制備規(guī)整開口的TiO2納米管陣列的方法，研究TiO2納米管陣列相結構對光解水性能的影響

2、，以期提高光解水的能量轉換效率。
　　改進了的制備規(guī)整開口的TiO2納米管陣列方法為單液兩步陽極氧化法：首先通過陽極氧化并退火在金屬Ti表面形成金紅石相保護膜，再通過第二步陽極氧化使保護膜的孔洞向下生成規(guī)整的納米管陣列，并且保護膜在溶液中有較好的抗腐蝕性能，能有效阻隔納米管口與電解液的接觸，避免納米管口因化學溶解而分裂成納米線。本方法所制備的TiO2納米管的壁厚、外直徑和長度分別為20nm、135nm和21μm左右。
　　研

3、究了熱處理對TiO2納米管陣列的相結構的影響。研究結果表明：隨著退火溫度升高，TiO2納米管結晶度提高，光電流密度也隨之增大。而當退火溫度高于650℃時，金紅石相的出現(xiàn)降低了銳鈦礦相的含量，光電流密度下降。采用更快的冷卻速率，銳鈦礦-金紅石相轉變起始溫度向高溫推移，說明較快的冷卻速率能抑制金紅石相的形核與長大。采用較快的冷卻速率能抑制冷卻過程中TiO2納米管/Ti基底界面阻擋層厚度的增加，利于光電流密度的提高。
　　利于XPS進行