检索结果-南通市图书馆

利用非贵金属等离子体Al修饰TiO2/Cu2O异质结以提高光电催化分解水性能

Chinese Journal of Catalysis 2020年第12期41卷 1884-1893页

作者：张劭策刘志锋闫卫国郭振刚阮梦楠天津城建大学材料科学与工程学院天津300384 天津城建大学建筑绿色功能材料天津重点实验室天津300384

在光电化学(PEC)中,利用半导体纳米材料分解水产生氧气和氢气成为解决能源和环境危机的有效途径,而设计具有较高的光子捕获效率和电荷分离率的低成本光电极是研究的重点.近年来,已有许多半导体材料(例如ZnO,Fe2O3,WO3,Cu2O,CuInS2等)被... 详细信息

在光电化学(PEC)中,利用半导体纳米材料分解水产生氧气和氢气成为解决能源和环境危机的有效途径,而设计具有较高的光子捕获效率和电荷分离率的低成本光电极是研究的重点.近年来,已有许多半导体材料(例如ZnO,Fe2O3,WO3,Cu2O,CuInS2等)被用做光电极参与光电催化分解水.其中,TiO2作为一种n型半导体,由于其具有适当的导带(CB)和价带(VB)位置、良好的耐光腐蚀性、无毒性和出色的稳定性而引起人们的关注.然而,光响应范围窄,光生载流子复合率高等问题限制了TiO2光电极在PEC水分解中的应用.因此,选用合适的窄禁带半导体和助催化剂进行复合修饰能够有效地扩大光响应范围,促进载流子的分离和转移,从而提升电极的光电催化性能.本文利用具有表面等离子体共振(SPR)效应的Al对TiO2/Cu2O核/壳异质结进行改性,制备了TiO2/Cu2O/Al/Al2O3光电阳极.SEM和TEM等结果显示已成功合成核/壳异质结.UV-vis吸收光谱和UPS测试计算表明,Cu2O不仅可以显著扩展电极的吸光范围,且计算所得TiO2和Cu2O导价带位置验证了p-n异质结的合成.结合光电流、EIS等测试,证明了异质结能够有效地促进光生载流子的分离和转移.同时,在光照激发下,UV-vis吸收光谱在550 nm出现明显的特征峰,表明Al的SPR效应被成功激发.Al纳米颗粒的SPR效应不仅可以产生热电子,并能够增强与异质结界面处的电场.之后,通过Mott-Schottk测试和Bode图,较为直观地说明了异质结和SPR效应的协同作用能够增加载流子的浓度,抑制电子空穴的复合,使所制备的TiO2/Cu2O/Al/Al2O3光电阳极表现出良好的光电性能,其光电流达到了4.52 mA/cm^2(1.23 V vs.RHE),是TiO2/Cu2O异质结的1.84倍.相比于同样具有SPR效应的Au,Ag等贵金属而言,Al不仅价格低廉,而且在空气中自发形成的超薄Al2O3薄膜能够有效地抑制Al的进一步氧化,并作为保护层能够显著提高电极的稳定性.在对样品稳定性的测试中,由于Al2O3保护层的存在,电极的稳定性提高了53%.本文对样品的实验测试和原理分析表明了异质结和非贵金属Al的SPR效应的协同作用显著提高了光电极的光电性能,为设计具有良好性能和高实用性的电极提供了新思路.

关键词：二氧化钛光电阳极非贵金属铝表面等离子体共振光电催化分解水

来源：

维普期刊数据库

同方期刊数据库评论

在线全文

学校读者我要写书评

暂无评论

欢迎您,

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：

通借通还

欢迎您,

建议与咨询 留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

时间限定

文献类型

馆藏选择

核心期刊

语言

文献类型

帮助

文字说明：

检索规则说明：

检索范例：

分类表

所选分类

限定检索结果

文献类型

馆藏范围

日期分布

学科分类号

主题

机构

作者

语言

在线全文

请选择保存的检索档案： 新增检索档案 确定 取消

请选择收藏分类： 新增自定义分类 确定 取消

通借通还

建议与咨询留下您的常用邮箱和电话号码，以便我们向您反馈解决方案和替代方法

请选择保存的检索档案：

请选择收藏分类：