纳米TiO2薄膜光阳极的制备及性能

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纳米TiO2薄膜的制备与光催化性能

响。以罗丹明 B 为目标降解物，考察了水解温度对光催化剂活性的影响。结果表明：样品经 550 ℃ 煅烧后，TiO2 薄
膜为锐钛矿型；水解温度为 50 ℃ 时 TiO2 粒径小于水解温度为 75 ℃ 时所负载纳米 TiO2 粒径；两种方法所测 TiO2
粒径有一定差异： dXRD ＞ dTEM ；水解温度为 50 ℃ 所负载纳米 TiO2 薄膜，紫外光照 300 min，对罗丹明 B 的去除率为
1引言
随着社会的发展和人们生活水平的提高，环境污染日益影响到人们的身体健康。利用半导体材料光催
收稿日期： 2011-11-22；修订日期： 2012-03-15 基金项目：“十二五”国家科技支撑计划（ 2011BA划项目（ 2011B610005）；华北水利水电学院科研
Abstract： Using TiCl4 as the precursor，nano-TiO2 thin films were loaded on diatomite-based porous ceramic by the precipitation method under different hydrolysis temperature． The particle size of composites were characterized by X-ray diffraction（ XRD） and transmission electron microscope（ TEM）． The effect of measuring methods and hydrolysis temperature on nano-TiO2 particle size was analyzed，and the influence of hydrolysis temperature on photocatalytic activity was investigated by the degradation to rhodamine B． The results indicated that TiO2 films calcined at 550 ℃ are anatase，and TiO2 particle size of hydrolysis temperature 50 ℃ is less than that in 75 ℃ ． TiO2 particle size at the hydrolysis temperature of 75 ℃ is less than that of 50 ℃ ，and the TiO2 particle size in two detection methods has certain difference： dXRD ＞ dTEM； Under an ultraviolet lamp irradiation，the removal rate of composites that TiO2 films was loaded at hydrolysis temperature 50 ℃ reaches 86． 9% in 300 min， and at hydrolysis temperature 75 ℃ is 78． 6% in 330 min． Key words： nano-TiO2 films； particle size； hydrolysis temperature； photocatalytic activity

负载型纳米TiO2薄膜电极的制备及光电性能研究

＋乙醇的混合溶液２０ｍＬ，４０ｏＣ搅拌４～６ｈ，静止后得到透明的略带淡黄色ＴｉＯ溶胶．称取ＺｎＯ纳米棒２０ｍｇ加入ＴｉＯ溶胶中，搅拌均匀后，陈化１２ｈ，放入干燥箱内８０℃ 烘干后，放入箱式电阻炉中
明，商用Ｐ２５负载的纳米ＴｉＯ为锐钛矿相且结晶度良好，薄膜电极具有较高的光催化活性，ＤＳＳＣ短
路电流为２．０３ｍＡ／ｃｍ，开路电压为０．５５Ｖ，光电转换效率较其他两种ＤＳＳＣ分别提高了３５％和
ｔｈｉｎｉｆｌｍｅｌｅｃｔｒｏｄｅ，ｔｈｅｎｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｍｏｒｐｈｏｌｏｇｙｏｆｔｈｉｎｉｆｌｍｗｅｒｅｃｈｒａｒｃｅｒｉｚｅｄｂｙＸ —ｒａｙ
收稿日期：２０１３— ０４一ｌ７．
ｓｉｔｉｚｅｄＳｏｌａｒＣｅｌｌｓ，简称ＤＳＳＣ）．经过不断的探索和努力，在２００４年，Ｍ・Ｇｒａｔｚｅｌ教授等人使ＤＳＳＣ的光电转换效率提高到了１０％～１１％．自此之后，
１９％．
关键词：染料敏化太阳能电池；负载型纳米二氧化钛；光电性能
中图分类号：ＴＢ３８３
文献标识码：Ａ
文章编号：１６７２—０９４６（２０１３）０５—０５４４一ｏ４

纳米TiO2薄膜的制备及其光谱特性研究

本文利用ＴｉＯｚ具有选择吸收紫外光特性，以普通玻璃为衬底材料，使用溶胶一凝胶法（ｓｏｌ— ｇｅｌ）制备透明纳米ＴｉＯ。薄膜，并对其紫外光吸收特性进行了研究，在此基础上对膜的厚度和禁带宽度的关系进行了研究。为进一步研制Ｔｉ０２薄膜紫外光传感器提供了实验依据。
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图９３００＂Ｃ和５００＂Ｃ紫外一可见光谱图ＵＶ—ｖｉｓａｂｓｏｒｂｅｎｃｙｓｐｅｃｔｒａｏｆＴｉ０２ｔｈｉｎｆｉｌｍｓ
将上述制备的溶胶放入马弗炉中ｉ００℃下干燥成纳米Ｔｉ０２粉体，经５００℃、６００℃、７００℃、８００℃和９００℃恒温烧结２ｈ后进行Ｘ射线衍射测试，如图１。测试结果表明，经５００。Ｃ烧结后在２ｅ＝２５．３３。，３７．８７。，４８．０９。及５４．０８。处分别出现了锐钛矿的特征衍射峰，分别对应锐钛矿相的（１０１）、（００４）、（２００）及（１０５）面ｕ引，即纳米ＴｉＯ：粉末是锐钛矿相结构；温度在５００℃以上锐钛矿相开始向金红石相转化，６００℃和７００℃为锐钛矿与金红石相的混合晶相；８００℃均为金红石相结构；９００℃出现了金红石相与板钛矿相的混合
图５为不同涂膜次数薄膜的透射谱图。从图中可看出，Ｔｉｏｚ薄膜的相对透光率在波长小于３４０ｎｍ时急剧下降，表明所制备的ＴｉＯｚ薄膜在近紫外光处具有明显的吸收，即对紫外线有强的吸收。此外，对于镀膜次数较多的薄膜，在紫外一可见光谱上会出现干涉条纹，这与文献［１６］中所得结果正好符合。

阳极氧化法制备TiO2薄膜及其超疏水改性

阳极氧化法制备TiO2薄膜及其超疏水改性随着纳米技术的发展，纳米材料在各个领域展现出了广阔的应用前景。

其中，氧化钛（TiO2）作为一种重要的纳米材料，在光催化、电化学和生物医学等领域具有广泛的应用。

然而，由于其表面能较高，TiO2薄膜往往具有亲水性，限制了其在一些特殊应用中的使用。

为了克服这一问题，研究人员们通过改性方法，将其表面改变为超疏水性，以提高其特殊应用的效果。

阳极氧化法是一种常用的制备TiO2薄膜的方法。

该方法通过在金属钛表面形成氧化层，然后经过热处理和酸洗等工艺，得到具有一定厚度和结构的TiO2薄膜。

这种方法制备的TiO2薄膜具有良好的结晶性和致密性，适用于各种改性处理。

超疏水性是指材料表面具有极高的接触角，使水滴在其表面上呈现出较大的接触角，从而实现水滴的快速滚落，表现出良好的自清洁性。

在TiO2薄膜的超疏水改性中，常常采用改变薄膜表面形貌和增加表面能的方法。

改变薄膜表面形貌是实现超疏水性的一种常见方法。

通过调控阳极氧化过程中的电压、时间和电解液成分等参数，可以改变薄膜的孔洞形貌和粗糙度，从而改变其表面的接触角。

研究发现，当薄膜表面具有一定的微纳米结构时，可以增加其表面积，提高接触角，实现超疏水性。

增加表面能是另一种常用的超疏水改性方法。

通过在阳极氧化后，在薄膜表面进行各种化学处理，使其表面形成亲水性或疏水性的功能基团。

例如，可以利用硅烷偶联剂在薄膜表面形成疏水性基团，从而实现超疏水性。

综上所述，阳极氧化法制备TiO2薄膜并进行超疏水改性是一种有效的方法。

通过调控阳极氧化过程和后续的化学处理，可以获得具有超疏水性的TiO2薄膜，从而拓展其在各个领域的应用。

未来的研究可以进一步深入探究薄膜的制备工艺和改性方法，提高其超疏水性能，并探索其在自清洁、防污染和抗菌等方面的应用潜力。

纳米晶TiO_2半导体薄膜的制备和性能_王保国

收稿日期:2004-01-10基金项目:国家自然科学基金(29906006)和天津市自然科学基金(02306211)资助项目作者简介:王保国(1962-),男,河北阜城人,天津大学化工学院副教授,硕士生导师,主要从事绿色化学工艺过程研究。

联系人:李 ,E -mail:li wei@ 。

文章编号:1004-9533(2005)01-0001-03纳米晶TiO 2半导体薄膜的制备和性能王保国,王素梅,张金利,李,刘亚娟(天津大学化工学院,绿色合成与转化教育部重点实验室,天津300072)摘要:以钛酸丁酯为前驱液,聚乙二醇2000为模板剂,采用溶胶-凝胶模板法在温和的条件下合成了纳米晶TiO 2薄膜,并对其晶相、颗粒大小和表面形貌等进行了表征。

结果表明,所制备的TiO 2薄膜表面完整,无明显的裂纹,颗粒分布均匀,粒径和膜厚度保持在纳米级。

电学性能测试表明,纳米晶TiO 2薄膜在350e 具有p -型半导体特性,p -型TiO 2半导体纳晶薄膜在新型气体传感器开发领域有着潜在的应用前景。

关键词:纳米晶;氧化物半导体;PEG 模板中图分类号:O644 文献标识码:APreparation and Characterization ofNano -Crystalline TiO 2Sensing FilmWANG Bao -guo,W ANG Su -mei,Z HANG Jin -li,LI Wei *,LI U Ya -juan(Sc hool of Che mical Engi neering,Key Laboratory for Green Chemical Technology,Tianjin Universi ty,Tianjin 300072,China)Abstract :Nanometer titania inorganic film using polyethylene glycol(PEG)as matrix and tetrabutylorthotitanateas inorganic precursor was successfully prepared.SEM,XRD and XPS were used to characterize the microstructure and crystallite morphology.The nanocrystalline TiO 2films were integral and crac k -free with small pores,whose crystallitic sizes were nanometer and even.The films spinned on sapphire tended to sho w semiconducting properties at 350e .The p -type TiO 2thin films have potential for development of a novel gas sensor.Key words :nano -crystalline;metal oxide semiconductor;PEG Template 随着科技的发展半导体材料的尺寸可减小到纳米量级范围内,由于纳米相的量子尺寸效应、表面效应和宏观量子隧道效应等特点,使得它们呈现出了常规材料所不具备的特殊光学、电学和力学特性,以及催化和生物活性等。

纳米TiO2薄膜的制备及其光催化性能研究

粉体呈锐钛矿相，８０经０ ℃退火得到了锐钛矿相与金红石相的混合晶相，９０经０ ℃退火完全转化为金红石相。薄
膜表面粒子分布均＞，面平均粗糙度为１５ｎ该薄膜具有较高的光催化活性，直接用于光催化降解有机－表－ｊ．４ｍ，可
ｔｒｕｎｎｏａｎｔｓｈｓｅｎｅｌｇｆｏ３０ｔ０ ℃ ．ｔｔｒｓｉｔｘｄｐａｅｓｒｃｕｅｏｎｔｓｕｅｔｒｓｉｔｎａａａｅｐａｅｗｈｎａｎａｉｒｍ０ ℃ ｏ７０ｎｉｕｎｎｏａｍｉｅｈｓｔｕｔｒｆａａａｅａｄｒｔｌｗｈｎａｎａｉｇａ０￣，ｎｔｔｒｓｉｔｉｇｅｒｔｅｐａｅｗｈｎａｎａｉｇａＯ￣Ｔｈａｔｃｅｉ— ｎｕｉｅｎｅｌｔ８０Ｃａｄｉｕｎｎｏａｓｎｌｕｉｈｓｅｎｅｌｔ９ＯＣ．ｅｐｒｉｌｓｄｓｅｎｌｎｔｉｕｅｏｈｉｓｒａｅａｅｈｍｏｅｅｕｎｈｖｒｇｕｆｃｏｇｎｓｓ１５ｎ￣Ｔｈ０２ｔｉｉｈｓａｒｂｔｎｔｅｆｍｕｆｃｒｏｇｎｏｓａｄｔｅａｅａｅｓｒａｅｒｕｈｅｓｉ．４ｎｌｅＴｉｈｎｆｍａｌｖｒｏｄｐｏｏａａｙｉＩａｅａｐｉｄｉｎｉｌｓｓｃｓｐｏｏａａｙｉｅｒｄｔｎｏｒａｉｏｏｎｓａｄｅｙｇｏｈｔｃｔｌｓｓｔｃｎｂｐｌｍａｙｆｄ，ｕｈａｈｔｃｔｌｔｃｄｇａａｉｆｇｎｃｃｍｐｕｄ，ｎ．ｅｎｅｏｏ

纳米二氧化钛太阳能电池的制备及其性能测试实验报告

纳米二氧化钛太阳能电池的制备及其性能测试一、前言1.1实验目的（1）了解纳米二氧化钛染料敏化太阳能电池的组成、工作原理及性能特点。

（2）掌握合成纳米二氧化钛溶胶、组装成电池的方法与原理。

（3）学会评价电池性能的方法。

1.2实验意义随着世界各国的工业发展，煤、石油等传统能源的使用量急剧增长，寻找干净的新能源成为当务之急。

太阳能是唯一种永不枯竭的清洁能源，受到众多研究者的青睐。

目前市场上的太阳能电池种类较多，其中硅半导体太阳能电池占了绝对的优势，另外还有无机半导体太阳能电池、p-n结型太阳能电池等。

1991年Gratzel等制备了TiO2太阳能电池，把多吡啶钌配合物吸附在多孔膜上，制作成染料敏化纳米晶TiO2太阳能电池，简称DSSC。

该太阳能电池的光电转换效率大于10%，且具有永久性、清洁性和灵活性三大优点。

只要有太阳光，DSSC就可以一次投资而长期使用。

1.3文献综述与总结1991年瑞士学者Grätzel等在Nature上发表文章,提出了一种新型的以染料敏化二氧化钛纳米薄膜为光阳极的光伏电池，现称为Grätzel型电池。

这种电池的出现为光电化学电池的发展带来了革命性的创新。

目前，此种电池的效率已稳定在10%左右，成本比硅太阳能电池大为降低，且性能稳定。

纳米TiO2的粒径和膜的微结构对光电性能的影响很大，纳米TiO2的粒径小，比表面积越大，吸附能力越强，吸附染料分子越多，光生电流也就越强，所以人们采用不同方法使之纳米化、多孔化、薄膜化。

只有紧密吸附在半导体表面的单层染料分子才能产生有效的敏化效率。

[1]（1）半导体电极的制备目前，合成纳米TiO2的方法有溶胶凝胶法、水热反应法、溅射法、醇盐水解法、溅射沉积法、等离子喷涂法和丝网印刷法等。

应用在DSSC中的TiO2多孔薄膜常用制备方法有胶体涂膜直接低温烧结法、水热法烧结、热液法烧结、微波烧结、紫外-化学气相沉积法等。

[1]溶胶凝胶法是用水解钛酸正丁酷(或无机钛盐，如TiCl4)制得TiO2胶体溶液，后经由浸渍、提拉、丝网印刷、旋涂等方法在导电基底上生长纳米高温锻烧制备出纳米TiO2电极，向溶胶中加入聚合物则有助于TiO2纳米晶粒径的大小的控制。

电泳法制备纳米TiO2薄膜

第３０卷第７期２００９年７月太阳能学报ＡｃｒＡＥＮＥＲＧＩＡＥＳＯＩＡＲＩＳＳＩＮＩＣＡＶ０１．３０．Ｎｏ．７Ｊｕｌ．。

２００９电泳法制备纳米Ｔｉ０２薄膜刘炜华１，颜鲁婷２，高英俊１，梁嘉２，王鹏２（１．广西大学物理科学与工程技术学院，南宁５３０００４；２．北京交通大学理学院，北京１０００４４）摘要：通过电泳法在导电玻璃上制备了二氧化钛薄膜，利用ＳＥＭ及ＸＰｄ）对样品形貌和结构进行了表征。

比较了不同分散剂对薄膜制备的影响。

将所制备的薄膜用于染料敏化太阳电池的光阳极，得到了较高的开路电压和短路电流。

其中以异丙醇做溶剂并加入少量聚乙二醇所制备的二氧化钛薄膜用于染料敏化太阳电池，开路电压达到０．６６Ｖ，短路电流达到８．１４ｎＷｃＩＩｆ。

关键词：二氧化钛；电泳；纳米；染料敏化中图分类号：ＴＧｌ４６．２文献标识码：ＡＯ引言近年来，对染料敏化太阳电池中二氧化钛半导体膜的研究和制备一直是研究的热点。

本文通过电泳法制备了二氧化钛薄膜，利用ＳＥＭ及ＸＲＤ对样品进行了表征。

比较了不同分散剂对薄膜制备的影响。

将其用于染料敏化太阳电池，得到了较高的开路电压和短路电流。

以异丙醇做溶剂并加入少量聚乙二醇所制备的二氧化钛薄膜用于染料敏化太阳电池，开路电压达到０．６６Ｖ，短路电流达到８．１４ｍＡ／ｃｍ２。

１实验１．１试剂与仪器二氧化钛Ｐ２５（Ｄｅｇｕｓｓａ）；异丙醇（分析纯，北京化工厂）；乙酰丙酮（分析纯，北京化工厂）；聚乙二醇６００（化学纯，广东汕头市西陇化工厂）；有机染料Ｄ１０２［７１（上海帝合化工技术有限公司）；Ｆｒｏ导电玻璃（秦皇岛耀华）。

球磨机（ＮＤ４型行星式球磨机，南京南大天尊电子有限公司）；直流稳压电源（北方交通大学电信信号工厂）；ＵＶ。

３１０１ＰＣ吸收光谱仪；Ｙ２０００型ｘ射线衍射仪（丹东奥龙射线仪器有限公司）；ＪＳＭ６７００Ｆ扫描电子显微镜；２４１０高精度电流电压测试系统。

１．２电泳液的制备称取１．０９二氧化钛，分散于适量异丙醇，球磨机中磨４ｈ，转速控制为２９０ｆ／ｒａｉｎ。

TiO2薄膜制备与性能

-目录中文摘要 (2)英文摘要 (3)1 绪论 (4)2 国外研究文献综述 (6)2.1 TiO2的结构 (6)2.2 TiO2薄膜亲水性原理 (6)2.3 相关参数对TiO2薄膜结构及其性能的影响 (7)2.3.1 晶粒尺寸 (7)2.3.2 结晶度和晶格缺陷 (7)2.3.3表面积和表面预处理 (7)2.3.4 表面羟基 (7)2.3.5 薄膜厚度 (8)3 实验部分 (9)3.1 实验系统介绍 (9)3.2 衬底的选择及清洗 (10)3.3 直流磁控溅射制备TiO2薄膜的实验步骤 (10)3.4 亲水性测试 (10)4 实验结果及参数讨论 (11)4.1 氧流量对TiO2薄膜的工作曲线的影响 (11)4.2 溅射功率的选择及其对薄膜的性能影响 (12)4.3 总气压对薄膜性能的影响 (14)4.4 氧氩比对薄膜亲水性的影响 (14)4.5 基片温度对薄膜性能的影响 (15)4.6 热处理对薄膜性能的影响 (17)结论 (19)辞 (20)参考文献 (21)直流磁控溅射法制备TiO2薄膜摘要：本文利用直流磁控溅射法在不同条件下制备玻璃基TiO2薄膜样品，并检测了薄膜的超亲水性。

研究了沉积条件例如溅射总气压，氧气和氩气的相对分压，溅射功率，基片温度和后续热处理对TiO2薄膜最佳性能的影响。

实验结果显示：在较低温度下沉积的TiO2薄膜是无定型且亲水性较差。

相反，在4000C到5000C围退火过后，薄膜表面呈现超亲水性能。

本文在实验中获得的最佳制备条件为：溅射功率为94 W，溅射气压在2.0Pa，氧氩比是2:30，基片温度为400 0C，最后在空气气氛中退火，温度为4500C。

关键词：直流磁控溅射；TiO2薄膜；超亲水性；退火温度Preparing TiO2 Films by DCReactive Magnetron SputteringAbstract: In this paper TiO2films are deposited on the glass substrates b y DC reactive magnetron sputtering at different conditions. Super hydrop-hilicity of TiO2 thin film has been examined.Theinfluences of the deposition such as the total sputtering gaspressure，their relative oxygen and argon partial pressure,sputtering power,substrate temper-atrue and post-annealing temperature on the optimum performance of the TiO2 thin film are studied. The results showed that the TiO2 thin film sputtered at low temperature is amporphous and has a rather poor hydrophilicity.In contrast,annealed at a temperature ran-ging from 400 0C to 500 0C,super hydrophilicity of the anataseph-ased TiO2film can be observed.The best conditions obtained are that sputtering power is 94 W,sputtering pressure is2.0 Pa,oxygenargon ratio is 2:30,substrate temperature is 4000C and annealing temperature in air atmosphere is 4500C. keywords:reactive magnetron sputtering;TiO2 thin film;super hydrophilici ty;annealing temperature1 绪论TiO2有独特的光学、电学及化学性质，已广泛用于电子、光学和医学等方面。

磷钨酸修饰的纳米TiO2薄膜的制备及光催化性能

仪器：国ｂｕｅ公司ＤＤＶＡＮＥ型Ｘ射线德ｒｋｒ８ＡＣ粉末衍射仪；加拿大ＡＢｏｎ公司ＦＡ２０ —０ＢＢｍｅＴＬ００１４红外光谱仪；京分析仪器厂Ｓ一００比表面及孔径北Ｔ２０测定仪；兰Ｆｉ司Ｑｕｎａ０荷ｅ公ａｔ２０型电子显微镜；京北普析通用仪器公司Ｔ１０Ｕ一９１紫外一可见分光光度计。２２Ｐ／ｉ溶胶和薄膜的制备．ｗＴＯ以钛酸四丁酯为前驱物室温制备ＴＯｉ溶胶，溶胶的体积组成比为（ＢＴＯＴ）：（Ｈ。ＯＯＨ）：ＣＣ（Ｏ）Ｈ。＝１：ｌ：２５１．。在形成Ｔｉ溶胶的同时缓慢０滴入一定浓度的磷钨酸水溶液，至形成均匀溶胶。直
废水的处理则更少。
ＳＭ进行了表征。结果表明，钨酸修饰的纳米Ｅ磷ＴＯｉ具有锐钛矿晶型和较大的比表面积，钨酸在磷
ＴＯｉ中仍保持Ｋｅｇｎ结构，ｇｉ并抑制了粒子烧结过程
以钛酸四丁酯为前驱物，乙酸为溶剂和催化剂，制备了磷钨酸修饰的ＴＯｉ溶胶并进一步制备成薄膜。在较低温度下烧结，制备出具有完整锐钛矿晶型，晶且粒尺寸较小、比表面积较大的磷钨酸一０Ｔｉ复合薄膜
（下简记为ＰＴＯ）通过Ｆ —Ｒ、ＲＢＴ、以Ｗ／ｉ。ＴＩＸＤ、Ｅ

片状TiO2纳米薄膜的制备及其光电化学性能研究

片状TiO2纳米薄膜的制备及其光电化学性能研究冯思贺张平陈昊（渤海大学新能源学院辽宁·锦州121000）摘要纳米结构薄膜由于其独特的物理、化学性质一直受到人们的广泛关注。

采用水热方法成功在透明导电玻璃（FTO）上生长具有片状纳米结构的TiO2薄膜。

利用X射线衍射、场发射扫描电子显微镜等测试对TiO2薄膜样品的结构和形貌进行详细的分析。

利用紫外-可见光分光光度计对样品的光吸收性质进行了研究，说明了TiO2薄膜的光吸收特性。

此外利用TiO2薄膜作为光电极研究了薄膜样品的光电化学性质，实验结果表明具有片状结构的TiO2薄膜样品具有良好的光电化学性质，最大光电流可以达到0.08mA/cm2（vs.RHE）。

关键词纳米结构TiO2光电化学中图分类号：O644文献标识码：A0引言利用半导体薄膜作为光电极进行水解产氢被认为是未来解决能源和环境问题的有效方法。

然而目前大多数的水解制氢体系都面临着很多未能有效解决的问题，例如稳定性和效率低等问题。

在理想状态下，光生载流子通过电解液的过程中不会发生复合。

但是在实际情况中，电子在传输的过程中会有大量的复合。

因此要求作为光电极的半导体材料必须满足以下要求：（1）具有合适的禁带宽度（1.6-2.2eV）；（2）具有合适的价带（VB）和导带（CB）电势，为了能够水解氢反应的进行，半导体材料的导电电势要高于氢气产生反应的电势，而价带位置要低于氧气产生的电势。

此外，价格低廉、光吸收范围大、稳定性等也是影响半导体光电极材料应用的主要因素。

自从1972年Fujishima和Honda第一次报道TiO2半导体材料具有良好的光电化学特性后，TiO2薄膜材料一直被认为是光水解产氢的理想电极材料。

近年来，人们对TiO2薄膜进行了大量的研究。

实验结果表明具有纳米结构的TiO2薄膜样品展现出了更好的光电化学特性，这主要得益于其良好的电子传输能力和光吸收特性。

目前，具有纳米棒、纳米管等形貌的TiO2纳米薄膜都已被证明具有良好的光电化学特性。

La3+掺杂TiO2纳米薄膜光阳极制备及光电性能研究

13.59%，光电转换效率(η)提高了16.90%。
关键词：La3+掺杂；TiO2；水热法；光电性能
图法分类号：TQ174.75
文献标识码： A
文章编号：1000-2278(2019)03-0348-04
Preparation and Photoelectric Properties of La3+-doped TiO2 Nanofilm Photoanode
0 引言
当前，制约世界经济发展的主要问题已然是环境和能源问题。化石能源能量高，易于采集和使用，但随着人类社会不断进步，化石能源正日益消耗殆尽，且化石能源的开采及使用对人类的健康、大自然的和谐等产生了诸多负面影响。太阳能作为一种清洁能源，具有诸多优点：储量巨大，取之不尽；成本较低、功率巨大；清洁无污染、绿色环保等[1]。因此太阳能被认为是未来最有希望实际利用的清洁能源之一。而太阳能电池作为开发利用太阳能的有效途径之一，受到国内外大量研者的关注。太阳能电池根据制备材料的不同分
ZUO Chengyang, CAO Zhiqin, CUI Xumei, ZHANG Xuefeng
(College of Vanadiun and Titanium, Panzhihua University, Panzhihua 617000, Sichuan, China)
Abstract: La3+-doped TiO2 nanofilm photoanode was prepared by hydrothermal method. Effects of La content on the photoelectric properties of dye-sensitized solar cells were studied. The results indicated La3+-doping is conducive to the generation of anatase type TiO2 powders and inhibits the grain size growing. The characteristic peaks of TiO2 and La3+-doped TiO2 are consistent with the X-ray diffraction peaks of standard anatase TiO2 crystals, and the crystal structure of TiO2 does not change. La doping can effectively improve the photoelectric conversion efficiency of La-TiO2 thin film photoanode. When the La content is 0.8%, the improvement effect is the most obvious. The circuit photocurrent density is increased by 13.59% and photoelectric conversion efficiency is increased by 16.90%. Key words: La-doped; TiO2; hydrothermal method; photoelectric properties

TiO2纳米晶和薄膜的制备及光催化性能

维普资Biblioteka 第３卷第３１期
２０年９０８月
长春理工大学学报（自然科学版）
ＪｕｎｌｆｂｎｃｕｉｅｓｙｏＳｉｃｎｅｈｏｏｙＮａｒｌ￣ｎ￣ｄｔｎ）ｏｒａｏＣａｇｈｎｖｒｉｆｃｅｅａｄＴｃｎｌ｛ｔａＳｉｃＥｉｏＵｎｔｎｇｕ￣ｉ
ＡｂｔａｔＴｉｎｎｃｙｔｌａｄｔｉｌｒｒｐｒｄｂｌｅｐｏｅｓＳｍｐｅｎｅｌｄａｉｅｅｔｅｅａｕｅｒｓｒｃ：Ｏ：ａｏｒｓａｓｎｎｆｍｓｈｉｗｅｅｅａｅｙｓ・ｌｒｃｓ．ａｌｓｎａｅｔｆｒｎｍｐｒｔｒｓｐｏｇａｄｔｗｅｅ
自从１７９２年Ｆｊｈｍａ和Ｈｏｄｕｉｉｓｎａ发现Ｔ０电ｉ２
有机污染物的环境处理方面有着广阔的应用前景。本工作采用溶胶一凝胶法制备了ＴＯ：ｉ纳米粉末及在石英玻璃基片上制备了不同层数的ＴＯ：ｉ薄膜，并研究了工艺参数对纳米ＴＯ粉末的结构及ＴＯｉ：ｉ：
ａｏｕ０％ｉ６０ｉｂｔ９ｎｍｎ．
Ｋｅｒｓｓｌｅｍｅｈｄｎｎｃｙｔｌ；ＴＯ２ａｏｌ；ｐｏｏａａｙｉｙｗｏｄ：ｏ－ｌｔｏ；ａｏｒｓｓｇａｉｎｆｍｎｉｈｔｃｔｌｓｓ
关键词：溶胶一凝胶法；纳米晶；纳米ＴＯ。ｉ薄膜；光催化
中图分类号：Ｔ０６６３Ｑ３：０４文献标识码：Ａ文章编号：１７ —９７２０）０６２８０（０８３—０９０５—０３

TiO_2纳米管薄膜的制备与光学性能研究

纯钛片表面生长二氧化钛纳米管，究氧化电压、研热处理对纳米管结构与特性的影响，分别用Ｘ射线衍射（Ｒ、ＸＤ）扫描电子显微镜（Ｅ、外可见光ＳＭ）紫谱分析（ＶＶｓ对样品进行了表征。ｕ．ｉ）
２１年１月２０１１５日收到
１实验部分
１１试剂与仪器．
钛片（ｉ工业纯，鸡天脉钛业）丙酮Ｔ，宝，
（，分析纯，苏强盛化工有限公司）丙三醇ＣＨＯ，江，（，。分析纯，ｃＨＯ，天津市大茂化学试剂厂）氟化氨，（ＨＦ分析纯，州化学试剂厂）无水乙醇Ｎ，广，（ＨＣＯ分析纯，津市大茂化学试剂厂）ＣＨ：Ｈ，天，
第１２卷
第５期２１２月０２年
科
学
技
术
与
工
程
ＶＬ１Ｎｏ５Ｆｂ０２０２．ｅ．２１
１７ — １１（０２０ —９７０６１８５２１）５０８・５
ＳｉｎｅＴｃｎｌｇｎｎｉｅｒｇｃｅｃｅｈｏｏｙａｄＥｇｎｅｉｎ
光谱仪（本岛津研究所）日进行反射光谱测定，用磁力恒温搅拌器（苏金坛市宝华仪器厂）电解液江对
进行搅拌；Ｄ７０＿５型直流稳压稳流电源用Ｈ１２Ａ＿（京大华公司）电压源；品的退火处理实验使北做样用１２０ｏ０Ｃ快速升温箱式电炉（阳神佳窖业有限洛

纳米二氧化钛薄膜的制备及其光催化性能

摘要采用水热法制备了纳米二氧化钛溶胶，然后采用旋涂法制备了其纳米薄膜。通过ｘ一射线衍射（ＸＲＤ）和原子力显微镜（ＡＦＭ）对样品进行了表征；ＸＲＤ结果表明：通过控制反应条件可以制备不同晶型的纳米二氧化钛。ＡＦＭ的表征结果表明：所制备的混晶型二氧化钛粒径在３２ｎｍ以下，锐钛矿型的二氧化钛粒径在４ｎｍ以下，掺杂二氧化硅的二氧化钛粒径在１６０ｎｍ以下，掺杂负离子粉的二氧化钛粒径在１０ｎｍＦＸ下。对甲基橙的降解实验表明：掺杂负离子粉的二氧化钛的光催化性能最好。
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塑料助剂
２０１６年第１期（总第１１验设备有限公司；电热恒温鼓风干燥箱，上海精宏实验设备有限公司；电子恒速搅拌机，杭州仪表电机有限公司；超纯水机，湖南中沃水务环保有限公司；Ｘ射线衍射仪（ＸＲＤ），丹东方圆仪器有限公司；ＪＡ２００３电子天平，上海舜宇恒平科学仪器有限公司。１．２溶胶的制备
ＴｈｅｒｅｓｕｌｔｃｈａｒａｃｔｉｚｅｄｂｙＡＦＭｓｈｏｗｅｄ，ｔｈａｔｉｎｔｈｅｐｒｏｄｕｃｔｓｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅｐａｒｔｉｃｌｅｓｏｆｍｉｘｅｄｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ３２ｎｍ，ｔｈｅｐａ￣ｉｃｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅａｎａｔａｓｅｃｒｙｓｔａｌｌｉｎｅｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ４ｎｍ，ｔｈｅｄｉａｍｅｔｅｒｏｆｔｈｅＴｉＯ２ｗｈｉｃｈｍｉｎｇｌｅｄＳｉＯ２ｉｓｌｅｓｓｔｈａｎ１６０ｎｍ，Ｔｈｅｔｅｓｔｏｆｐａｒａ·ｍｅｔｈｙｌｂｌｕｅｄｅｇｒａｄａｔｉｏｎｓｈｏｗｓｔｈａｔｔｈｅｒｅｓｕｌｔｏｆｌｉｇｈｔｃａｔａｌｙｓｉｓｏｆＴｉＯ２ｍｉｎｇｌｅｄａｎｉｏｎｐｕｌｖｅｒｉｓｂｅｓｔｏｆａｌ１．

纳米TiO2复合光阳极的制备及其性能研究

纳米TiO2复合光阳极的制备及其性能研究纳米TiO2复合光阳极的制备及其性能研究摘要：近年来，纳米材料在光催化领域受到广泛关注。

其中，纳米TiO2复合光阳极因其独特的光催化性能被认为是高效的太阳能转化材料。

本研究采用溶胶-凝胶法以及水热法制备了纳米TiO2复合光阳极，并对其光催化性能进行了研究。

结果表明，纳米TiO2复合光阳极具有较高的光电转化效率和稳定性，可望应用于太阳能电池、光催化水分解以及环境污染物清除等领域。

关键词：纳米材料，溶胶-凝胶法，水热法，光阳极，光催化性能1. 引言自上世纪70年代以来，随着能源危机以及环境污染问题的不断加重，可再生能源的研究与开发成为全球科学家的热门研究方向之一。

太阳能作为最有潜力的可再生能源之一，具有丰富、清洁、可再生等优点。

然而，由于太阳能转化效率较低，限制了其在实际应用中的推广。

因此，寻找高效的太阳能光催化材料成为目前研究的重点之一。

2. 纳米TiO2复合光阳极的制备方法本研究采用溶胶-凝胶法以及水热法制备纳米TiO2复合光阳极。

首先，通过溶胶-凝胶法制备出纳米TiO2溶胶，然后将其转移到ITO导电玻璃上，并进行热处理得到纳米TiO2薄膜。

接着，利用水热法将Pt纳米颗粒与纳米TiO2薄膜复合，得到纳米TiO2复合光阳极。

3. 纳米TiO2复合光阳极的结构与形貌表征通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对纳米TiO2复合光阳极进行了结构与形貌表征。

XRD结果显示，制备的纳米TiO2复合光阳极具有纳米晶相结构。

SEM观察结果表明，纳米TiO2溶胶均匀的分布在ITO导电玻璃上，并与Pt纳米颗粒紧密结合。

4. 纳米TiO2复合光阳极的光催化性能研究通过光电化学和光催化实验对纳米TiO2复合光阳极的性能进行了研究。

结果显示，纳米TiO2复合光阳极具有较高的光电转化效率和稳定性。

光电转化效率达到XX%，稳定性测试显示经过XXX小时的测试，纳米TiO2复合光阳极的性能仍然保持较高的水平。