CoTCPP-TiO2納米復(fù)合材料的制備、表征及在可見光誘導(dǎo)下的應(yīng)用.pdf

1、納米TiO2因具有獨(dú)特的光催化氧化能力、較強(qiáng)的光催化效率、穩(wěn)定的化學(xué)性質(zhì)以及低廉的成本等優(yōu)點(diǎn)而被廣泛應(yīng)用于太陽能電池、生物醫(yī)學(xué)、環(huán)境工程等很多方面,但是目前納米 TiO2用于研究光誘導(dǎo)電子轉(zhuǎn)移還較少,同時由于納米TiO2表面光生電子-空穴對的復(fù)合幾率較高,其光催化的效率還有待于進(jìn)一步提高。為了解決上述問題,本論文致力于合成一種優(yōu)良的TiO2-卟啉納米復(fù)合物來降低電子-空穴對的復(fù)合幾率,并對其光電轉(zhuǎn)換行為加以研究,主要研究內(nèi)容及結(jié)果如下:

2、
　　1.合成了新型納米材料TiO2/CoTCPP(5,10,15,20-四(4-羧基苯基)鈷卟啉功能化的TiO2),用紫外-可見吸收光譜(UV-vis)、熒光光譜、熱分析(TGA)、透射電鏡(TEM)、紅外光譜(IR)、掃描電鏡(SEM)、物相與晶粒尺寸的分析(XRD)對材料的形貌、結(jié)構(gòu)進(jìn)行了表征,并且考察了材料的光學(xué)性能。結(jié)果表明制備的復(fù)合材料具有較好的熱穩(wěn)定性和光電轉(zhuǎn)化性能。
　　2.將掃描電化學(xué)顯微鏡(SECM)和光

3、電化學(xué)技術(shù)相結(jié)合研究了光誘導(dǎo)下TiO2/CoTCPP納米膜異相電子轉(zhuǎn)移。通過搭建一種新型模型SECM-可見光源聯(lián)用儀來研究光對電子轉(zhuǎn)移的影響,從而真實(shí)的模擬了光電轉(zhuǎn)換以及光合作用中的電子轉(zhuǎn)移。
　　3.將復(fù)合材料應(yīng)用于光電化學(xué)方面的研究。利用氫醌(HQ)作為一種模式,在低電位下構(gòu)建了一種敏感的光電化學(xué)生物傳感。光電流強(qiáng)度在HQ的濃度為0.01mmol/L和0.75mmol/L范圍內(nèi)變化時呈良好的線性關(guān)系,檢出限為0.006 mmo

4、l/L(3S/N)。這種方法具有低的偏壓電勢、快速的光電響應(yīng)、寬的線性范圍、良好的重現(xiàn)性和重復(fù)利用特點(diǎn)。
　　4.構(gòu)建高度有序的單分子膜(納米金-卟啉化合物修飾導(dǎo)電玻璃(ITO)作基底電極)體系并應(yīng)用于化學(xué)修飾電極研究電子轉(zhuǎn)移過程,為我們從新的角度研究界面電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象及其機(jī)制提供了強(qiáng)有力的工具。基于此,在光誘導(dǎo)條件下,以卟啉化合物與苯醌作為配對物質(zhì),較為系統(tǒng)地研究了其在模擬生物膜界面(固/液)上的光電轉(zhuǎn)換行為和電子轉(zhuǎn)移過程。