CdSe/TiO2纳米管阵列同轴异质结制备及其光电特性研究
CdS量子点敏化TiO2纳米管阵列的制备及其光电性能研究的开题报告

CdS量子点敏化TiO2纳米管阵列的制备及其光电性能研究的开题报告一、课题背景以太阳能光电转换为代表的可再生能源被认为是未来能源领域的关键技术之一。
作为太阳能电池中的主要材料之一,二氧化钛(TiO2)因其结构简单、四面体对称、化学稳定、生物相容性好等特性而备受关注。
传统上,TiO2薄膜电极常用于染料敏化太阳能电池中。
然而,TiO2纳米管阵列电极相对于TiO2薄膜电极拥有更高的比表面积、更好的电子传输性能和更优异的光学性能。
因此,TiO2纳米管阵列电极是目前研究的热点之一,同时制备与表征TiO2纳米管阵列电极的方法也受到广泛研究。
CdS量子点是一种新兴的碲族半导体纳米材料。
由于其量子尺寸效应和带边调节作用,CdS量子点具有可调谐的光学特性、较高的激子效率和较长的激子寿命。
CdS量子点敏化的TiO2纳米管阵列电极能够使用可见光较好的吸收率,提高太阳能电池的转换效率。
因此,研究CdS量子点敏化TiO2纳米管阵列电极的制备方法和光电性质具有重要的意义。
二、研究目的本课题旨在研究CdS量子点敏化TiO2纳米管阵列电极的制备工艺,探索其光电性能,并进一步优化太阳能电池性能。
三、研究内容和方法本课题的主要研究内容包括以下几个方面:1. 制备CdS量子点敏化TiO2纳米管阵列电极的方法:采用阳极氧化法在Ti板上制备TiO2纳米管阵列电极,并通过浸渍法或物理还原法在电极表面负载CdS量子点。
2. 表征CdS量子点敏化TiO2纳米管阵列电极的性质:采用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、紫外可见漫反射光谱(UV-vis DRS)、X射线衍射(XRD)等方法对制备的CdS量子点敏化TiO2纳米管阵列电极进行表征。
3. 测定CdS量子点敏化的TiO2纳米管阵列电极在光电转换中的性能:采用电化学工作站进行电化学性能测试,包括光电流-电压曲线(I-V 曲线)、电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安(CV)曲线测量等。
CdS敏化TiO_2纳米管的制备和性能研究

K e r s: C a o at l; Ti a o u e ra y wo d AS n n p ri e c 02n n t bsary; p oo lcrd h te to e e
自 19 9 1年 Grte 发 明染料 敏 化太 阳能 电池 以 azl 来, 有机 染料 敏化 太 阳 能 电 池逐 渐 成 为太 阳能 电池 研究领域 的一 个 热 点 研 究 方 向 j 。然 而 , 于有 机 由 染料 的不稳定 性 , 见光 易分 解 , 以及 有机 染料 的价 格
光 阳极 材 料 。 通 过 改 变 沉 积 液 的 溶 剂 和 控 制 沉 积 次数 , 究 不 同 量 的 C S对 T02纳 米 管 薄 膜 的 光 电 性 能 的 影 响 。 研 d i
结果 表 明 , 以 乙醇 、 在 甲醇 / 为 溶 剂 的条 件 下 , 环 沉 积 4次 后 制 备 的 C S T O 水 循 d / i 2光 阳 极 表 现 最好 的 光 电 转换 效 率 。
的方法 主 要是 化 学 浴 沉 积 法 , 然 这 种方 法 操作 简 虽 单 , 易实 现 , 是其 制备 的光 阳极材 料 的稳定 性较 容 但 差, 量子 点很 容 易溶 解脱 落 。鉴 于此 , 实验采 用连 本
续 离子 层 沉 积 法 制 备 C S敏 化 T 0 纳 米 管 , 种 d i2 这 方 法操作 简 单 , 易 实现 , 且还 可 以通过调节 盐 的 容 而
浓 度和沉 积 次 数 实 现 对 沉 积 的 C S量 子点 的量 的 d
控制。
比较 昂贵 , 响 了染 料 敏 化 太 阳能 电池 的应 用 。和 影 有机燃料 相 比 , 由于 无 机 纳 米半 导 体材 料 更 好 的光
TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能研究

TiO2纳米管阵列的制备及其光催化性能研究近年来,TiO2纳米管阵列因其高催化性能和广泛的应用领域备受关注。
TiO2纳米管阵列作为一种新型、高效的催化材料,在环境净化、光电催化等领域有着广泛的应用前景。
本文将详细介绍TiO2纳米管阵列的制备方法及其光催化性能研究进展。
一、TiO2纳米管阵列的制备方法TiO2纳米管阵列可以通过多种方法制备,例如电化学阵列氧化法、离子注入法、水热法等。
其中电化学阵列氧化法是最为常用的制备方法之一。
电化学阵列氧化法可以通过三电极系统来制备,即工作电极、对电极、参比电极。
通常情况下,纳米管的直径、长度和间距可以通过改变电解液成分、电解电压、电解时间和电极距离等参数来控制。
采用此法制备的TiO2纳米管阵列在表面形貌和催化性能方面均有优异的表现。
二、TiO2纳米管阵列的光催化性能研究进展TiO2纳米管阵列的光催化性能主要表现在光催化净化和光电催化等方面,其研究进展如下:1. 光催化净化TiO2纳米管阵列的光催化净化主要指利用其优异的催化性能去除水和空气中的有害物质。
研究表明,TiO2纳米管阵列具有优异的催化性能,可以有效去除水中的有机污染物和空气中的氮氧化物等有害物质。
2. 光电催化TiO2纳米管阵列的光电催化主要利用光伏效应和催化反应,将太阳能转化为化学能,用于水分解、CO2还原等反应中。
研究表明,TiO2纳米管阵列可以在可见光区域内催化反应,同时具有良好的稳定性和周期性反应能力。
三、结论TiO2纳米管阵列作为一种新型的催化材料,在环境净化、光电催化等领域有着广泛的应用前景。
其制备方法主要包括电化学阵列氧化法、离子注入法、水热法等。
TiO2纳米管阵列的光催化性能主要包括光催化净化和光电催化,可以有效去除水中的有机污染物和空气中的氮氧化物等有害物质,同时具有良好的稳定性和周期性反应能力。
未来,TiO2纳米管阵列的研究将会在新能源、环境净化等领域继续发挥重要作用。
阳极氧化TiO2纳米管阵列的制备及其光电化学特性研究

Vo . No 2 1 8 .
Ap i 2 1 rl 01
材料 正是 一维 纳米 结 构材 料研 究 的热 点之 一 。 自从 发 现 碳 纳 米 管 l 1 l ,科 学 家 们 已经 通 以来
石 墨片 为 阴极 ,以05 t N 水溶 液 为 电解 液 , .w% HF 在 2V下恒 压 氧 化 3 ,反 应 完 毕后 迅 速 用 去离 子 0 h
效 率约 1 7 . %。 0
关键 词 : 二氧 化钛 ;纳米 管阵 列 ;阳极 氧化 ;光 电化 学
S l- r a ie o i O2Na o u eAr a s a rc t n a d e f o g n z d An d c Ti n t b r y :F b ia i n o
Z e gh u 4 0 0 ,C ia h n zo 5 0 hn) 1
(.Sae e a oaoy f u eh r t i s inU iesy h n c u 3 0 2 hn ) 2 tt K yL b rt pradMae a ,J i nvri ,C a gh n10 1 ,C ia r oS rl l t
艺的完善与发展 ,人们可以实现纳米管阵列不 同
管 径 、不 同 管 长 以及 不 同管 壁厚 的 可控 制 备 o 】
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在H 体系 中制备的TO纳米管 阵列 ,由于 F i
对管 径 和 管长 等可 控 范 围小 ,严 重 影 响 了其 在 多 方 面 的 性 能 ,其 他 氟 化 物 体 系 逐 渐 成 为 研 究 重
( 河南工业大学材料科学与工程 学院,河南 郑 州 400) 1 . 50 1 (. 2 吉林 大 学超 硬材 料 国家重点 实验 室 ,吉林 长春 1 0 1 ) 3 0 2
TiO_2纳米管阵列的制备及光电性能研究

Va l ue Eng i ne e r i ng
T i O2 纳米管 阵列的制备及光 电性能研究
F a b r i c a t i o n a n d P h o t o e l e c t r i c P r o p e r t i e s Re s e a r c h o f Ti O2 Na n o t u b e Ar r a y s
李娜 L I N a ; 林仕伟 L I N S l l i — w e i : 赵 玉伟 Z HA o Y u — w e i
( 海 南 大 学材 料 与 化 工 学 院热 带 岛 屿 资源 先 进 材 料 教 育 部 重 点 实验 室 , 海口5 7 0 2 2 8 ) ( K e y L a b o r a t o r y o f A d v a n c e d Ma t e i r a l s o f T r o p i c a l I s l a n d R e s o u r c e s , Mi n i s t r y o f E d u c a t i o n, Ma n g i n e e i r n g S c h o o l f o H a i n a n U n i v e r s i t y , Ha i k o u 5 7 0 2 2 8 , C h i n a )
TiO_2纳米管阵列的制备及其性能研究

文 章 编 号 : 6 26 8 ( 0 1 0 — 2 2 0 1 7 — 9 7 2 1 ) 30 4 —6
T O2 米 管 阵 列 的 制 备 及 其 性 能研 究 i 纳
赵 延 亮 ,王 志 义
( 岛科 技 大 学 材 料 科 学 与 工 程 学 院 , 青 山东 青 岛 2 6 4 ) 6 0 2
g t Und rt e s me u t a i l te ct to o. e h a lr v o e x ia i n,t e c r n e iy rs o s t a t be h ur e td nst ie a l ta he n no u
第 3 卷 第 3期 2
21 0 1年 6月
青 岛 科 技 大 学 学 报( 自然 科 学 版 )
V 13 . o. 2No 3
J n 2 1 u. 0 1
J u n lo n d oUnv r i fS in ea d Teh oo y Nau a in eE io ) o r a fQig a iest o ce c n c n lg ( t rl e c dt n y Sc i
Ab t a t sr c :Ti n ub r a s we e p e r d b o e to t tc o d z to n t u — 02 na ot e a r y r r pa e y p t n i s a i xi ia i n o he s r f c ft ndu t i Ip ett ni m im ,wema nl e e r he he i l e c s o f e e t a e o hei s ra ur ia u fl i y r s a c d t nfu n e fdif r n
TiO2纳米管阵列的制备、性质及应用的开题报告

TiO2纳米管阵列的制备、性质及应用的开题报告
一、研究背景
TiO2纳米管阵列具有独特的优良性能,在光电催化、薄膜太阳能电池、传感器和光学等领域有着广阔的应用前景。
制备TiO2纳米管阵列的方法有多种,如溶胶-凝胶、水热合成、阳极氧化等,其中以阳极氧化法
制备的TiO2纳米管阵列表现出优异的性质,成为研究热点。
二、研究目的
本文旨在实验制备TiO2纳米管阵列,探究制备过程中各因素对上述材料性质的影响,分析TiO2纳米管阵列在光电催化等领域中的应用前景。
三、研究内容
(1)制备TiO2纳米管阵列
采用阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列。
制备过程中,将铝箔置于氧化液中作为阳极,在一定电压下进行氧化处理,使得铝箔表面生成具有
规则排列孔道的纳米管阵列。
(2)分析TiO2纳米管阵列的物理化学性质
采用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)等手段分析TiO2纳米管阵列的形貌结构、晶体结构、成分组成和光学性质。
(3)研究TiO2纳米管阵列的应用
针对TiO2纳米管阵列的优良性质,尤其是其在光电催化方面的应用,探究其在环境治理、能源转换等领域的应用前景。
四、研究意义
本研究可以为制备TiO2纳米管阵列提供一种有效的制备方法,并通过对其物理化学性质的分析,探究其优良性质的形成机理。
在应用方面,
对TiO2纳米管阵列在光电催化领域的应用进行系统研究,有望在环境污染治理和新能源开发等领域取得重要的实际应用。
CdS-TiO2纳米复合结构的制备及其光催化机制的研究的开题报告

CdS-TiO2纳米复合结构的制备及其光催化机制的研究的开题报告一、研究背景和意义光催化技术是一种绿色环保的新型处理技术,可以有效地降解和处理有机污染物、重金属离子等环境污染物。
但是,传统的光催化材料存在光吸收较弱、光催化效率低等缺陷,因此需要开发新型的光催化材料,提高光催化效率。
CdS-TiO2纳米复合结构是一种新型、高效的光催化材料,其在光催化方面表现出良好的性能。
CdS是一种具有良好光响应性能的半导体材料,TiO2是一种稳定的氧化物材料,将两者组合在一起可以有效地提高光催化效率。
因此,通过制备CdS-TiO2纳米复合结构,并对其光催化机制进行研究,可以为环境污染物的降解和处理提供新的解决方案,具有重要的科研价值和实际应用价值。
二、研究内容和方法1.研究内容(1)制备CdS-TiO2纳米复合结构,通过SEM、TEM等表征手段对其形貌和结构进行分析。
(2)研究CdS-TiO2纳米复合结构的光催化性能,通过对RhB溶液的降解实验对其光催化效果进行评估。
(3)研究CdS-TiO2纳米复合结构的光催化机制,通过UV-vis漫反射光谱、XRD、XPS等手段对其光学性能和化学性质进行分析。
2.研究方法(1)制备CdS-TiO2纳米复合结构,采用水热法、溶胶-凝胶法等常见的化学合成方法。
(2)光催化性能评估,将制备的CdS-TiO2纳米复合材料加入RhB溶液中,通过紫外-可见光谱对其光催化效果进行监测。
(3)机理研究,通过对CdS-TiO2纳米复合结构的光物理性质和化学性质进行深入分析,以了解其光催化机制。
三、研究预期成果通过本研究,预计可以获得以下成果:(1)成功制备CdS-TiO2纳米复合结构,得到其形貌和结构特征。
(2)评估CdS-TiO2纳米复合材料的光催化效果,验证其在光催化领域的应用前景。
(3)揭示CdS-TiO2纳米复合材料的光催化机理,增加对其光学性质和化学性质的认识。
(4)为环境污染物的降解和处理提供新的解决方案和理论基础,具有较高的实际应用价值。
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[ A b s t r a c t ]T h e u n d e r - p o t e n t i a l d e p o s i t i o n( U P D) o f C d a n d S e e l e me n t s o n T i O2 n a n o t u b e s a r r a y s u b s t r a t e i s s t u d i e d . C d S e , a k i n d
e ic f i e n c y
0引言
决于每种前驱体的 U P D电位。
本课题组 前期 已详细报道 了利用上述方法在 T i O 2 纳米管 利用光催化技 术,将太阳能转化为氢能有望彻底解决制约人 的表面外延生长窄带隙半导体 C d s , 形成均匀的同轴异质结结构 。 类发展的能源危机。 自从 1 9 7 2年,F u j i s h i ma 和 Ho n d a t “ 首次报 . 1 3 %,相对于未敏化 的 T i 0, 纳米管阵 道用光照 Ti O 分解水制氢以来 ,T i ( ) , 以其催化活性强 ,化 学稳 其 光电转化 效率提高到 8 倍 。其主要原因是均匀的同轴结构有利于提高敏化剂 定性好以及光生载流子寿命长等特点而成为科学界广泛研究的光 列提高了 5 与 T i ( ) 表面的接触面积 ,使得敏化剂 中激发态的电子顺利注入 催化剂之一 。由于 Ti O 2 是宽带隙半导体材料 ( E g = 3 . 2 e V) ,
n a n o t u b e s a r r a y wi h t c o a x i a l h e t e r o j u n c t i o n s t r u c t u r e h a s b e e n f o r me d . T l 1 e p h o t o e l e c t r o c h e mi c a l p r o p e r t i e s o f he t r e s u l t i n g i f l ms wi h t t h e C d S e / T i O2 n a n o t u b e - a r r a y c o a x i a l h e t e r o j u n c t i o n a r e d i s c u s s e d . T h e r e s u l t s s h o w ha t t t h e ma xi mu m p h o t o c o n v e r s i o n e ic f i e n c y C n a b e
电荷的迁移和分离 ,提高光催化效率。近年来 ,由 S t i c k n e y课题 浴 沉积技术在 T i O 纳米管阵列的顶端和 内表面上沉积泡状 C d S e i O , 纳米管 阵 组 发展起来的电化学原子层外延技术 ( E C - A L E )在复合半导 纳米簇 ,分 别研 究了在不 同沉积时 间获得的敏化 T 体上 的应用已受到极大关注。最近,0 z n 0 1 i i d < 等也发展了一种 列的光电性能,结果表 明在沉积时 间为 6 0分钟时,太 阳能 电池
电化 学共沉积的方法来获得超薄外延层 ,即将 目标化合物的前驱 光 电转换 效率 最高 达到 1 . 5 6 ‰ 光电 流密 度是 7 . 1 9 mA / c l n 2 。 体都置于同一个溶液中,在恒电位下进行共沉积,这个恒电位取 S h e n g l i a n L u o 课 题组 采用简单的电化学沉积法将 C d S e 纳米
o f t h e i n c r e a s ng i d e p o s i t i o n t i me .
[ Ke y wo r d ] E l e c t r o c h e mi c a l a t o mi c l a y e r e p i t a x y ; T i O2 n a n o t u b e a r r a y s ; C d S e ; Un d e r - p o t e n t i a l d e p o s i t i o n ; P h o t o c o n v e r s i o n
积时间增大而下降。
关键词 :电化学原子层外延 ;T i O 纳米管阵列;硒化镉;欠电位沉积 ;光电转化效率 中图分类号 :06 4 9 文献标识码 :A DOI :1 0 . 3 9 6 9 / j . i s s n . 1 0 0 3 — 6 9 7 0 . 2 0 1 3 . 0 1 . 0 1 7
表面还原处理等方法 。从微观 角度对 T i O, 结构进行修饰 ,对 近些年来,有大量使用不 同方法对 T i O , 纳米管阵列表面复
T i 0: 纳米管阵列表面进行窄带隙半导体外延敏化能有效促进光生 合半导 体 C d S e的报道 。例如 M. F. Ho s s a i n a课题组 采用化学
o b t a i n e d f o r he t s a mp l e wi t h he t s e n s i t i z a t i o n l a y e r u s i n g t h e d e p o s i t i o n t i me o f 7 h . I n a d d i t i o n , he t e fe c t o f a n n e a l ng i a t mo s p h e r e o n t h e p h o t o a c t i v i t y o f a s - p r e p a r e d s m p a l e s a l s o h a s b e e n i n v e s t i g a t e d . I t s u g g e s t s ha t t he t a n n e a l ng i n i n i t r o g e n a t mo s p h e r e C n a i n t r o d u c e he t N a t o ms t o T i O2 l a t t i c e , t o a c e r t a i n e x t e n t , i s c o n d u c i v e t o t h e i mp r o v e me n t o f p h o t o a c t i v i t y , h o we v e r , he t e ic f a c y t e n d s t o d e c l i n e i n t h e wa k e
LI U Yo n g , ZHU W e n , MA J i a n
( S t a t e K e y L a b o r a t o r yo f Ma t e r i a l P r o c e s s i n ga n dDi e &Mo u MT e c h n o l o g y , W u h a n 4 3 0 0 7 4 , C h / n a )
软件 2 0 1 3 年第 3 4卷 第 1 期
S OF T Ⅵ 魁
国际 I T传媒 品牌
C d S e / T i O 2 纳米管阵列同轴异质结制备及其光电特性研究冰
刘勇 ,朱文 ,马建
( 华中科技大学材料成形与模具技术国家重点实验室 ,武汉 4 3 0 0 7 4 )
摘 要 :研究 了T i O 纳米 管阵列衬底上镉和硒的欠电位沉积 电化学行为。结合 欠电位沉积技术和共沉积技 术,优选 出合适的 沉积 电位 ,以此为依据在 高度 规整有序的 T i O 2 纳米管管壁上 外延 生长窄带 隙化合物 半导体 C d S e 。F E S E M、X R D、E D A X 、T E M 表征结果综合表明, 已成功地在纳米管外壁制备出具有准化学计量比的C d S e 外延层 , 获得 了C d S e / T i O 纳米管阵列同轴异质结结构。 对制备 的 C d S e / T i O : / T i 样 品进行 了光 电性能测试 ,结果表 明当沉积时间为 7 l 1 时制备得到的样品光电效率最高。 同时对比研 究 了 不 同退火气氛对于样品光活性 的影响 ,表 明在氮气 中退火能在 T i O 晶格 中 I 入 N,有利于光敏性的提 高,但是提高幅度 随着 C d S e 沉
S y n t h e s i s a n d P h o t o e l e c t r o c h e m i c a l P r o p e r t i e s o f C d S e / T i O 2 N a n o t u b e s A r r a y C o a x i a l H e t e r o j u n c t i o n
作者简介:刘勇 ,l 9 8 7 一,男,硕士生 ,主要从事新型能源材料研究
通信联系人 :朱文 ( 1 9 7 1年生 ),男,副教授 ,主要从事新型能源材料研究 .
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见 光 的光 响 应性 能 已 成为 当前 的研 究热 点 。