外加陽極偏壓對TiO-,2-薄膜光生電子—空穴復(fù)合的影響.pdf

1、上海大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文外加陽極偏壓對T i 0 2 薄膜光生電子一空穴復(fù)合的影響姓 名：孫憲榮導(dǎo) 師：沈嘉年研究員學(xué)科專業(yè)：材料加工工程上海大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院二零零六年二月A B S T R A C TT h e p h o t o c a t a l y s t o f t i t a n i u m d i o x i d e h a s d r a w nm u c h a t t e n t i o n ．I td i s

2、 p l a y e di m p o r t a n tp o t e n t i a l a p p l i c a t i o ni n e n v i r o n m e n t a lt r e a t m e n t ．B u t t h ea p p l i c a t i o no f t i t a n i u md i o x i d eW a sg r e a t l yl i m i t e di n e n v

3、 i r o n m e n t t r e a t m e n ta tp r e s e n t b e c a u s e o f t h e l o w q u a n t u m e f f i c i e n c y ( < 4 ％) ，b e c a u s e o f t h er e c o m b i n a t i o n o f t h e g e n e r a t e d e l e c t r o n

4、 sa n d h o l e s ．T h i s p a p e r s t u d i e d t h e p r o c e s s e s o f t h e T i 0 2 f i l m s p r e p a r e d b ye l e c t r o c h e m i c a la n o d i cO X i d a t i o nm e t h o d T h e e f f e c t so f t h ec

5、 o n c e n t r a t i o na n dt h ek i n do fe l e c t r o l y t e ，o x i d a t i o nv o l t a g e a n do x i d a t i o nt i m eo n t h e s t r u c t u r e ，m o r p h o l o g ya n dp h o t o c a t a l y t i c a c t i v i

6、t y o ft h e T i 0 2 f i l m w a ss y s t e m a t i c a l l ys t u d i e d ．T h e r e s u l t s h o w e dt h e o p t i m u mp r e p a r i n g c o n d i t i o n s a r e t h a t t h ec o n c e n t r a t i o n o f e l e c t

7、 r o l y t e i s 1 ．O m o l ／L H 2 S 0 4 + 0 ．1 5 t o o l ／L C 2 H 2 0 4 ，t h eo x i d a t i o n v o l t a g ei s1 3 0 v ，t h eo x i d a t i o n t e m p e r a t u r ei s a t r o o m t e m p e r a t u r e ，a n dt h eo x i

8、 d a t i o nt i m ei s a ta b o u t5 r a i n ．T h ef i l mp r e p a r e du n d e r s u c hc o n d i t i o nh a sm u l t i - p o r o u s m o r p h o l o g y a sw e l la sm i x —c r y s t a ls t r u c t u r e ( a n a t a s

9、 e + t r a c ef u t i l e )I ts h o w e d ah i g h p h t o c a t a l y t i ca c t i v i t y ．T h ee f f e c t so f d o p i n gm e n t a li r o ni nT i 0 2f i l mb ya n o d i c o x i d a t i o n m e t h o do n p h o t o c

10、 a t a l y s i sa r ea l s os t u d i e d ．T h ee m p h a s i s o ft h i s p a p e r i s t h e e f f e c t s o fa p p l i e da n o d i c b i a s o nt h ep h o t o c a t a l y t i cr e a c t i o n ．T h er e s u l t o f t

11、h ee x p e r i m e n ts h o w e dt h a tt h ea n o d i c b i a sC a ne r i e c t i v e l yi n h i b i tt h er e c o m b i n a t i o no f t h ee l e c t r o n sa n d t h e h o l e s ．A n dt h ep h o t o c u r r e n ti si

12、n c r e a s e db yt h ei n c r e a s eo f t h ea p p l i e da n o d i cb i a s ．W h e n t h ea p p l i e da n o d i cb i a s r e a c h e dt h ev a l u e s o f3 ．5 v , t h er a t e o fi n c r e a s i n g o f t h ep h o t

13、o c u r r e n tb e g a n d e c r e a s i n g T h e c h a n g eo f p h o t o c u r r e u t w i t ht h ea p p l i e db i a sf o l l o w s t h ep a r a b o l al a w sa n d t h e p h o t o c u r r e n tf r o m I X A l e v e

14、li n c r e a s e dt oM al e v e l C o r r e s p o n d i n g l y ，t h ep h o t oc a t a l y t i cq u a n t u m e f f i c i e n c yh a s i n c r e a s e d 1 5 6t i m eu n d e rt h i s v o l t a g e T h ed o p i n go fm e t