金屬離子摻雜氧化鈦光電極的制備及光電性能.pdf

1、該論文,采用溶膠凝膠法制備了金屬離子摻雜二氧化鈦電極,研究了改性電極在可見光下的光電化學(xué)行為和對羅丹明B的光電催化降解行為.全文分為三個部分.第一部分制備了一系列過渡金屬離子摻雜TiO<,2>電極,并從中篩選出鈷和鉻離子作為重點研究的摻雜離子.結(jié)果表明,Co<'2+>和Cr<'3+>摻雜均能有效地改性TiO<,2>的可見光響應(yīng),擴展其光吸收波長.Co<'2+>和Cr<'3+>摻雜均存在一個最佳摻雜濃度.摻鈷氧化鈦電極在波長大于460nm

2、時具有較高的可見光響應(yīng),以前驅(qū)體醋酸鈷較好.隨摻鈷含量增加光電流增大,但過量的鈷摻入將生成新相CoTiO<,3>,并使相轉(zhuǎn)變溫度降低,在該實驗條件中,摻鈷最佳濃度為3﹪.鉻離子摻雜同樣使氧化鈦的光吸收波長擴展到可見光區(qū)域,過量鉻摻雜將增加光生載流子的復(fù)合而使光電流減小,在該實驗條件中,摻鉻最佳濃度為7﹪.金屬離子摻雜電極光電響應(yīng)效果依賴于焙燒溫度和提拉層數(shù),500℃下提拉2層的電極表現(xiàn)出最好的可見光電響應(yīng).論文第二部分主要研究了濃度梯度

3、化電極和復(fù)合摻雜電極的光電化學(xué)行為.梯度濃度電極比對應(yīng)的摻鈷氧化鈦電極有更好的光電響應(yīng).初步認為設(shè)計的濃度梯度電極能夠較完全地吸收入射光,而且能帶連續(xù)變化、使光生載流于有效分離.但是具體的能級變化等仍需要進一步深入的研究.梯度濃度電極因為最外層是純TiO<,2>薄膜,因此對比摻鈷電極,梯度化電極除表現(xiàn)出良好的光電響應(yīng)外,更表現(xiàn)出良好的光穩(wěn)定性,并且能有效抑制電子的反向流動,提高光電轉(zhuǎn)換效率.復(fù)合離子摻雜后并沒有生成新相和改變TiO<,2