氢还原氢氟酸刻蚀的TiO_(2)纳米薄膜光电化学性能

作     者：于濂清 杨钱龙 朱海丰 段丽杰 赵兴雨 王艳坤 YU Lianqing;YANG Qianlong;ZHU Haifeng;DUAN Lijie;ZHAO Xingyu;WANG Yankun

作者机构：中国石油大学(华东)材料科学与工程学院青岛266580 中国石油大学(华东)理学院青岛266580 

出 版 物：《材料导报》 (Materials Reports)

年 卷 期：2021年第35卷第20期

页      面：20001-20004页

核心收录：

学科分类：081704[工学-应用化学] 081705[工学-工业催化] 07[理学] 070304[理学-物理化学(含∶化学物理)] 08[工学] 0817[工学-化学工程与技术] 0703[理学-化学] 

基　　金：山东省自然科学基金(ZR2020ME010) 

主　　题：二氧化钛 氢氟酸处理 氢气还原 光电化学性能 

摘      要：TiO_(2)是一种价格低廉、稳定的半导体材料,被广泛应用于光催化水裂解、污水处理等众多领域,但其只能吸收高能量的紫外光,限制了实际应用。本工作采用氢氟酸溶液刻蚀纯钛片,然后在一系列温度下对其进行热处理,使其表面与氧气反应生成TiO_(2)薄膜,随后将样品置于氢气气氛下进行还原处理。通过XRD对其进行物相表征,SEM观察微观形貌,利用电化学工作站测试样品的光响应曲线、线性扫描伏安曲线以及电化学阻抗谱,并根据线性扫描伏安曲线计算出样品的光转换效率。结果表明,经过HF处理后,所形成的TiO_(2)纳米薄膜暴露(101)晶面。同时,经过HF处理和氢气还原制备的样品的光电性能有了较大提升,光电流密度最高可达1.04 mA/cm^(2),是未经HF处理和氢气还原薄膜的11.5倍,是仅经HF处理薄膜的2.97倍,最大光转换效率提升了70%。该方法制备的纳米薄膜材料在光催化降解、产氢等领域具有潜在的应用价值。