纳米尺度TiO_2微粒多孔膜电极光电化学

用光电流作用谱、光电流-电势图和瞬态光电流谱等光电化学方法研究了TiO2多孔膜电极在含不同氧化还原体系的电解质溶液中的光电转换过程.结果说明TiO2多孔股为n-型半导体，其禁带宽度为3.26eV.当在电解质溶液中加入醌二苯酸（BQ／HQ），TiO2多孔膜电极的光电流作用谱形基本与没加氧化还原对时类似。在可见光区的光电流拖尾是由于醌被光激发，然后给出电子到TiO2多孔膜导带而产生阳极光电流.而在电解质溶液中加入Fe（CN）3-6-／4-时，TiO2多孔膜电极的光电流作用谱有明显的改变.除了在小于380nm短波区有光电流峰外，还在400-600nm的可见光区观察到宽的光电流峰，大大增加了光电流转换效率.同时在小于-0.2V下为阳极光电流，在-0.2V～0.3V电势区间为明显阴极光电流，在大于0.3V下可观察到较弱的阳极光电流.当电极电势大于-0.2V时，光电流瞬态谱在开始光照时有一阴极瞬态光电流尖峰，然后转变为阳极稳态光电流.这是因为当电极电势较负时，Fe（CN）4-6与TiO2的电子传递络合物可以吸收光子，光生电子迅速注入TiO2导带，然后还原溶液中的而产生阴极光电流.

纳米尺度TiO_2聚苯胺多孔膜电极光电化学研究

用光电流作用谱、光电流电势图等光电化学方法研究了ＴｉＯ２／聚苯胺复合多孔膜电极在不含氧化还原对和含有不同氧化还原对体系中的光电转换过程．结果说明，ＴｉＯ２／聚苯胺复合多孔膜电极为双层ｎ－型半导体结构，ＴｉＯ２多孔膜的禁带宽度为３．２ｅＶ，外层聚苯胺膜的禁带宽度为２．８８ｅＶ．用导电高聚物修饰半导体电极可以使可见光区光吸收增强，光电流明显增加，产生光电流起始波长红移至＞６００ｎｍ，从而提高了宽禁带半导体电极的光电转换效率．

五甲川菁染料敏化SnO_2纳光结构多孔膜电极的光电化学研究

研究了五甲川菁敏化SnO_2纳米结构电极的光电化学行为.结合循环伏安曲线图及五甲川菁的光吸收阈值,初步确定五甲川菁染料电子基态和激发态能级位置.结果表明,五甲川菁染料电子激发态能级位置能与SnO_2纳米粒子导带边位置相匹配,因而使用该染料敏化可以显著地提高SnO_2纳米结构电极的光电流,使SnO_2纳米结构电极吸收波长红移至可见光区和近红外区,光电转换效率得到明显改善,IPCE值(单色光的转换效率)最高可达45.7％.

Ru(bPy)_2 (NCS)_2染料敏化PbS/Zn^(2+)一TiO_2 复合半导体纳米多孔膜电极的光电化学

采用水热法合成了Ｚｎ２＋离子掺杂的ＴｉＯ２纳米粒子（掺杂量０．５％）；并用光电化学方法研究了 Ｒｕ（ｂＰｙ）２（ＮＣＳ）２（ｂｐｙ—２，２’－ｂｉｐｙｄｉｎｅ－４，４＇－ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃ ａｃｉｄ）分别敏化 Ｚｎ~２＋掺杂的 ＴｉＯ_２电极和 ＰｂＳ／Ｚｎ~２＋－ＴｉＯ_２复合半导体纳米多孔膜电极的光电化学行为．实验证明Ｒｕ（ｂｐｙ）２（ＮＣＳ）２敏化 ＰｂＳ／Ｚｎ２＋－ＴｉＯ_２复合半导体纳米多孔膜电极比单独敏化 Ｚｎ~２＋－ＴｉＯ_２电极的光电效果好，且敏化电极的光电流产生的起始波长都比 Ｚｎ２＋－ＴｉＯ２电极向长波方向移动；在 ３６０～６００ ｎｍ范围内， Ｒｕ（ｂｐｙ）２（ＮＣＳ）２敏化 ＰｂＳ／Ｚｎ２＋－ＴｉＯ_２复合半导体纳米多孔膜电极比单独敏化Ｚｎ~２＋掺杂ＴｉＯ~２电极的效果更好．

不同取代基卟啉衍生物敏化纳米TiO_2多孔膜电极的光电性质研究

采用含有不同取代基的卟啉衍生物四羟基苯基卟啉 ( THPP)和四羧基苯基卟啉 ( TCPP)分别对纳米Ti O2 多孔膜电极进行敏化 .对两种敏化电极进行了 UV-Vis光谱、FTIR光谱和 X射线光电子能谱 ( XPS)测试 .结果表明 ,Ti O2 与 TCPP的作用比与 THPP的作用强 .在相同浸泡条件下 ,Ti O2 电极吸附 TCPP的量大于吸附 THPP的量 .将两种敏化电极分别组装成光电化学电池 ,从正背两个方向照射光电池 ,研究它们在不同照射方向下的光电流响应 .从光电化学电池的 I-V曲线计算 TCPP敏化的光电化学池的总光电转换效率( η)为 0 .1 3 % ,而 THPP敏化的光电化学电池的 η为 0 .0 6% .

Zn(Ⅱ)和La(Ⅲ)共掺杂TiO_2纳米晶多孔膜电极光电化学行为研究

采用溶胶-凝胶法合成了Zn(Ⅱ)、La(Ⅲ)共掺杂TiO2纳米粒子(掺杂0.5%Zn(Ⅱ)及0.5%La(Ⅲ)),并制成了TiO2、掺杂0.5%Zn(Ⅱ)及共掺杂0.5%Zn(Ⅱ)和0.5%La(Ⅲ)的TiO2纳米晶多孔膜电极,对该3种电极进行了电化学及光电化学研究,实验发现,用Zn(Ⅱ)单独掺杂TiO2纳米多孔膜电极的光电流大于未掺杂的TiO2纳米多孔膜电极,而Zn(Ⅱ)和La(Ⅲ)共掺杂TiO2纳米多孔膜电极的光电流又大于Zn(Ⅱ)单独掺杂TiO2纳米多孔膜电极,对该掺杂电极的光电转换机理进行了探讨。

硫化镉/Ru(Ⅱ)配合物复合敏化ZnO纳米晶多孔膜电极的光电化学

用光电流作用谱，光电流电势图和ＵＶＶｉｓ吸收光谱研究了ＣｄＳ和ＲｕＬ２（ＮＣＳ）２（Ｌ＝２，２’ｂｉｐｙｒｉｃｌｙｌ４４’ｄｉｃａｒｂｏｘｙｌｉｃａｃｉｄ）复合敏化ＺｎＯ纳米晶电极的光电化学行为。实验证实采用复合敏化比分别用ＣｄＳ或Ｒｕ（Ⅱ）配合物单独敏化ＺｎＯ纳米晶电极效果好，通过复合敏化可防止导带上由光注入产生的电子的反向转移而避免了电子的损失。复合敏化电极使可见光区光吸收增加，光电流起始波长红移至大于６００ｎｍ，光电转换效率明显提高。

汞溴红敏化TiO_2纳米多孔膜电极的光电化学性质研究

用汞溴红(Mercurochrome)作敏化剂敏化TiO_2纳米多孔膜电极,UV-Vis,光电流作用谱和SPS谱表明,该敏化剂能有效地敏化TiO_2电极,并且染料聚集体能扩大染料的敏化区间,增加了太阳光的利用效率,对电极施加不同的偏压,测试电极产生的瞬态光电流,研究了偏压对光生电荷转移及复合速率的影响,从不同方向照射电极,对阳极光电流影响显著,结合电化学、光电化学原理对这些现象进行了讨论。

TiO_2/PbS/Ru(bpy)_2(NCS)_2纳米多孔膜电极的光电化学研究

用染料Ru(bpy)2(NCS)2对ITO/TiO2/PbS复合半导体纳米多孔膜电极进行敏化,用光电化学方法研究ITO/TiO2/PbS/Ru(bpy)2(NCS)2电极的光电化学行为及组成光电池的能量转换效率。结果表明,该电极作为太阳能电池光阳极的能量转换效率与TiO2/PbS复合半导体中PbS的含量有关。

导电高聚物修饰纳米尺度TiO2多孔膜电极的光电化学研究

用光电化学方法研究了用导电高聚物修饰的纳米晶TiO2多孔膜电极在不含氧化还原对和含不同氧化还原对体系电解质溶液中的光电转换过程.TiO2/导电高聚物多孔膜电极为双层n型半导体结构，内层TiO2多孔膜的禁带宽度为3.26 eV，外层聚吡咯(PPy)膜的禁带宽度为2.23 eV，而聚苯胺(PAn)膜的禁带宽度为2.88 eV.用导电高聚物修饰半导体电极能使其在可见光区的光吸收增加，光电流增强，且起始波长红移至＞600 nm，使宽禁带半导体电极的光电转换效率得到明显改善.

卟啉衍生物敏化纳米TiO_2多孔膜电极的光电性质研究

采用中位-四[邻-(3-磺酸基丙氨基)苯基]卟啉(TArP1)和中位-四[对-(3-磺酸基丙氨基)苯基]卟啉(TArP2)分别对纳米TiO2多孔膜电极进行敏化。对两种敏化电极进行了UV-V is光谱测试,结果表明,TiO2与TArP2的作用比与TArP1的作用强。在相同浸泡条件下,TiO2电极吸附TArP2的量大于吸附TArP1的量。将两种敏化电极分别组装成光电化学电池,从光电化学电池的I-V曲线计算TArP2敏化的光电化学电池的总光电转换效率(η)为0.15%,而TArP1敏化的光电化学电池的η为0.09%。

Ti_(4)O_(7)多孔膜电极降解橙黄Ⅱ的效果与催化机制

为开发高效、低成本的电催化氧化系统,在制备Ti_(4)O_(7)多孔膜电极的基础上构建穿流-电催化氧化系统,采用X-射线衍射、压汞法、电子顺磁共振波谱等对Ti_(4)O_(7)多孔膜电极进行表征,分析穿流和非穿流模式下橙黄Ⅱ的电催化降解动力学,探究穿流模式下管道压力、电流密度、初始污染物浓度和溶液pH对橙黄Ⅱ电催化降解的影响,验证Ti_(4)O_(7)多孔膜电极的循环稳定性和电催化机制。结果表明:Ti_(4)O_(7)多孔膜电极具有晶体纯度高、比表面积高(10.18 m^(2)/g)、孔径分布集中(0.1~1.0μm)、析氧电位高(2.2 V vs.SHE)等特点;穿流模式可以增强污染物向电极表面的液相传质,进而加速污染物的电催化降解,穿流模式下橙黄Ⅱ的降解率可达91.03%,电流效率为88.77%;穿流模式下,管道压力、电流密度与橙黄Ⅱ的电催化降解速率呈正相关,不同初始质量浓度的橙黄Ⅱ(10~50 mg/L)在穿流模式下均可以被有效降解,最适pH为3~7;Ti_(4)O_(7)多孔膜电极具有良好的循环稳定性,·OH和SO^(-)_(4)·是Ti_(4)O_(7)多孔膜电极电催化过程中最重要的氧化剂。

纳米晶TiO_2敏化多孔膜电极的光电化学研究

合成了RuL2 (SCN) 2 (L =2 ,2’ -bipyridine- 4 ,4’ -dicarboxylicacid )及电化学聚合了聚吡咯 ,将其作为敏化剂修饰在TiO2 纳米晶多孔膜电极上 ,用光电化学方法研究了纳米晶TiO2 /敏化剂多孔膜电极的光电转换机理 ,系统研究了两类敏化剂对光致电荷转移的影响 ,并比较了两类敏化复合电极的光电转换效能。用染料或聚吡咯修饰纳米晶多孔膜电极后 ,可使该复合电极在可见光区吸收增加、光电流增强、光电响应波长红移 。

敏化剂修饰纳米晶TiO_2多孔膜电极的光电化学行为

在TiO2纳米晶多孔膜电极上,修饰了合成的RuL2(SCN)2(L=2,2′-bipyridine-4,4′-dicarboxylicacid)及聚苯胺,用光电化学方法研究了该纳米晶TiO2/敏化剂多孔膜电极的光电转换机理,并比较了两类敏化复合电极的光电转换效能。用染料或聚苯胺修饰纳米晶多孔膜电极后,可使该复合电极在可见光区吸收增加,光电流增强,且起始波长红移至>600nm,从而提高了宽禁带半导体电极的光电转换效率。

双染料复合敏化SnO_2纳米多孔膜光电极的研究

研究 了五甲川 菁和联吡 啶钌双 染料复合 敏化 Ｓｎ Ｏ２ 纳米 结构 电极 的光 电化 学行 为． 结果表明， 五甲川菁 在５５０ ～７ ００ ｎ ｍ 范围 有强吸 收带，而 联吡啶钌 在４００ ～６ ００ ｎ ｍ 吸光 性好， 它们 在电极表面的 共吸附使 吸 光 范 围 几 乎 覆 盖 整 个 可 见 和 近红 外 光 区 ． 它 们 的 激 发 态 能级 为 － ０９１ Ｖ（ ｖｓ Ｎ Ｈ Ｅ） 和 － ０６ Ｖ（ ｖｓ Ｎ Ｈ Ｅ） ，都高 于 Ｓｎ Ｏ２ 纳 米粒 子的 导 带位 置， 有利 于它 们 的激 发态 电 子注入 Ｓｎ Ｏ２ 纳米粒 子的导 带，即 各自 吸收不 同波 长范围 的光， 共同产 生阳 极光电 流． 因而 这种双 染料复合敏 化比单一 五甲川 菁染料或 联吡啶钌 敏化效 果有更显 著的 提高， 同时 光电 转化 率得 到明 显改善，最 高单色光 量子转换 效率（ Ｉ Ｐ Ｃ Ｅ） 可达 ６８ ％

敏化TiO_2多孔薄膜电极的制备及其光电化学研究

以β环糊精(β-CD)为添加剂,通过改变β-CD的添加量,水热法制备多孔二氧化钛粒子,用XRD、N2adsorption-sorption等方法对其进行了表征.同时,利用这些颗粒制备出不同微观结构的纳米TiO2多孔薄膜,并利用电化学阻抗谱、光电流工作谱研究其敏化纳米TiO2多孔薄膜电极的光电化学行为.结果表明:随β-CD的加入量逐渐增加,电极的阻抗弧半径和TiO2/电解质溶液界面的转移电阻Rct数值逐渐变小、电容CPE数值及光电流IPh逐渐增大,当β-CD/TiO2=40%时,上述几个参数均为最佳值.

TiO_2纳米晶多孔膜的电荷传输特性

用光电流作用谱、瞬态光电流、循环伏安及线性电位扫描法研究了TiO2纳米晶／纳米多孔膜电荷传输特性．结果表明TiO2纳米多孔膜的电荷传输与块体半导体不同．TiO2纳米晶电极的能带不弯曲，电子在导带中可向两个方向流动，电子既可以流向电极内部经由外电路输出．也可以流向电解质溶液被溶液中的受主捕获．在TiO2纳米多孔膜电极中，不仅在负电位区能带边随电位变化，而且在正电位区能带边随电位变化而移动，即带边不钉扎。加入合适的施主可提高光电转换效率．加入受主则在电极溶液界面引起电子的严重损失，降低光电转换效率．

Ru(bpy)_2(NCS)_2染料敏化CdS/Zn^(2+)TiO_2复合半导体纳米多孔膜的光电化学

采用水热法合成了Zn2 + 离子掺杂的TiO2 纳米粒子 [Zn2 + 掺杂量 0 .5 % (物质的量的比 ) ],并用光电化学方法研究了经Ru(bpy) 2 (NCS) 2 (bpy =2 ,2′ bipyridine 4,4′ dicarboxylicacid)分别敏化的掺杂Zn2 + 的TiO2电极 (简写为Zn2 + TiO2 )和CdS/Zn2 + TiO2 复合半导体纳米多孔膜电极的光电化学行为 .实验证明Ru(bpy) 2 (NCS) 2 敏化CdS/Zn2 + TiO2 复合半导体纳米多孔膜电极比单独敏化Zn2 + TiO2 电极的光电转换效率高 ,且敏化Zn2 + TiO2 电极和敏化CdS/Zn2 + TiO2 复合半导体纳米多孔膜电极比Zn2 + TiO2 电极的光电流产生的起始波长都向长波方向移动 .在 36 0 6 0 0nm范围内 ,Ru(bpy) 2 (NCS) 2 敏化CdS/Zn2 + TiO2 复合半导体纳米多孔膜电极光电转换效率最好 .

染料敏化La^(3+)掺杂的TiO_2纳米多孔膜光电化学

采用水热法合成了La3+离子掺杂的TiO2 纳米粒子 (La3+掺杂量 0 .5mol% ) ,并用光电化学方法研究了Ru(bpy) 2 (NCS) 2 (bpy =2 ,2’_bipyridy1_4 ,4’_dicarboxylicacid)敏化La3+掺杂的TiO2电极 (简写为La3+_TiO2 )的光电化学行为 .实验证明Ru(bpy) 2 (NCS) 2 敏化La3+_TiO2

聚3-甲基噻吩修饰硫化物量子点连接纳米结构TiO_2膜的光电化学研究

采用原位化学法在纳米结构TiO2膜上制备了量子点CdS,PbS(Q-CdS,Q-PbS),并用电化学方法在TiO2/Q-CdS,TiO2/Q-PbS表面聚合3-甲基噻吩[poly(3-Methylthiophene,PMeT)].用光电化学方法研究了PMeT修饰Q-CdS,Q-PbS连接TiO2纳米结构膜,实验结果表明,PMeT和Q-CdS,Q-PbS单独修饰纳米结构TiO2电极和PMeT修饰Q-CdS,Q-PbS连接纳米结构TiO2电极的光电流产生的起始波长都向长波方向移动;一定条件下在可见光区光电转换效率均较纳米结构TiO2的光电转换效率有明显的提高;聚3-甲基噻吩(PMeT)与Q-CdS,Q-PbS连接的纳米结构TiO2之间存在p-n异质结.在一定条件下p-n异质结的存在有利于光生电子/空穴的分离,在本文实验条件下PMeT修饰Q-CdS,Q-PbS连接纳米结构TiO2电极最高的单色光的光电转换效率分别为11%和7%.