窄帶隙半導(dǎo)體敏化二氧化鈦納米管的制備和表征.pdf

1、作為一種廣泛使用的催化劑，TiO2具有無(wú)毒，優(yōu)秀的光化學(xué)穩(wěn)定性以及低廉的價(jià)格而受到廣泛關(guān)注。然而，TiO2的帶隙高達(dá)3.2eV，這限制了它的可見光吸收能力，導(dǎo)致其只能吸收紫外光區(qū)的能量（＜390nm）。在本論文中，通過在高度整齊的陽(yáng)極TiO2納米管中沉積CdSe和Cu2O，能夠促使納米管的吸收范圍發(fā)生紅移，進(jìn)而有提高TiO2的可見光吸收能力。
　　實(shí)驗(yàn)采用二次陽(yáng)極氧化TiO2納米管作為基底材料。通過使用電化學(xué)原子層外延（ECALE

2、）的方法，成功在納米管管壁上沉積CdSe層。結(jié)果表明，沉積7h的樣品具有最高的光電流強(qiáng)度以及光轉(zhuǎn)換效率。但是，隨著沉積量的繼續(xù)上升，樣品的光催化性能下降。
　　通過多步化學(xué)浴沉積的方法，在納米管中沉積Cu2O納米顆粒，并且添加清洗的步驟，來(lái)降低顆粒的沉積速率，以達(dá)到可控沉積的目的。通過控制反應(yīng)溶液中葡萄糖的含量，可以獲得不同尺寸的納米顆粒。表面形貌，晶體結(jié)構(gòu)，光催化性能以及光腐蝕等都將被詳盡地測(cè)試。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，反應(yīng)溶液中葡萄糖含

3、量的升高，Cu2O顆粒的尺寸變小。所有沉積窄帶隙半導(dǎo)體之后的樣品都具有比純TiO2納米管更優(yōu)異的光催化性能，其中具有最高的光電流及其效率的是復(fù)合極微小納米Cu2O顆粒（10nm）的樣品。沉積量對(duì)光催化性能也有很大的影響。沉積8個(gè)循環(huán)，Cu含量為4％左右的樣品具有最好的光催化性能。同時(shí)，過量沉積會(huì)導(dǎo)致光催化性能的降低。復(fù)合10nm顆粒的樣品比35nm的樣品具有更高的氫氣產(chǎn)量，同時(shí)光腐蝕也更低。
　　通過窄帶隙半導(dǎo)體敏化的方法，能夠極