TiNi合金表面原位热氧化膜的结构与光电性能的研究

采用AFM、XRD和EDS等手段,对TiNi合金在空气中、400—800℃下形成的氧化膜组织结构进行了分析,并对TiNi合金表面原位热氧化膜的光电性能进行了研究.结果表明,TiNi合金在空气中氧化原位形成的氧化膜的结构主要为金红石型二氧化钛,不同温度下生长的氧化膜存在择优取向;随着氧化温度的升高,所制备的TiO2/TiNi电极的稳态光电流和开路光电压随氧化温度的升高先增大后减小,在700℃所制备的TiO2/TiNi电极的稳态光电流最大.     

热处理碳纸电极上VO2+/VO+2氧化还原动力学

在不同温度下热氧化处理碳纸, 用循环伏安、极化曲线和交流阻抗方法研究碳纸电极上VO2+/VO+2氧化还原动力学. 循环伏安和极化曲线结果表明, 随着热处理温度的升高, VO2+/VO+2氧化还原反应的速率常数及交换电流增大. 建立了VO2+/VO+2氧化还原反应的交流阻抗等效电路模型. 拟合结果表明, 热处理增大了碳纸电极表面的双电层电容, 减小了VO2+/VO+2氧化还原反应的电荷转移电阻. 用循环伏安和交流阻抗两种方法求得的VO2+和VO+2的扩散系数基本相同, 表明所构建的交流阻抗等效电路模型与电极反应过程相符合.     

直接热氧化制备氧化钛薄膜电极的研究Ⅰ. 制备、结构和电化学性质

采用原子力显微镜、 X光衍射仪、电化学阻抗谱等手段对热氧化制备氧化钛膜的结构和电化学性质进行了研究.结果表明,金属钛直接热氧化制备的薄膜为金红石型二氧化钛薄膜;随氧化温度升高和时间延长,薄膜结晶度逐渐增大;随氧化温度升高,二氧化钛平带电位向负方向移动;当温度大于600℃后,二氧化钛结晶致密,电子导电性减小.     

交流阻抗法研究四羧基酞菁锌掺杂的二氧化钛半导体电极

用电沉积和丝网印刷法制备了纳米二氧化钛膜电极及四羧基酞菁锌(ZnPcTc)掺杂的多孔纳米二氧化钛半导体电极. 采用交流阻抗法(EIS)对二氧化钛膜的电子传输性能以及界面性质进行了表征, 确定了各阻抗弧对应的电极过程. 采用合理的模型计算了电极的电子传输动力学参数. 结果表明, 掺杂ZnPcTc后, 膜电阻明显降低, 且电极-电解液界面电容有所增大, 有利于TiO2电极在染料敏化太阳能电池器件中的应用.     

降解水中有机毒物的新型反应体系研究

利用空气中的氧电化学合成H₂O₂,制备具有较高电流效率的空气电极.将空气电极用于构成降解有机毒物的新型反应体系电化学氧化体系、光激发氧化剂氧化体系和光电-Fenton氧化体系.实验测量了H₂O₂在不同体系不同条件下的分解速率,并与相应的传统式体系作了比较.实验测量了苯胺在新型体系中的矿化反应速率,发现H₂O₂的分解速率与苯胺的矿化速率有良好的平行关系,其中H₂O₂分解速率最快的光电-Fenton体系是氧化降解有机分子的最佳体系.通过光电-Fenton体系和光-Fenton体系的比较,揭示了空气电极/溶液界面在光电-Fenton体系中所起的重要作用.初步讨论了苯胺分子在光电-Fenton体系中矿化反应的机制.     

LiV3O8电极在硫酸锂-水-乙醇电解质中的电化学性能研究

应用低温液相反应再经450℃中温锻烧制备LiV3O8活性物质,并用X射线衍射(XRD)分析和扫描电镜(SEM)表征了产物LiV3O8结构、形貌.电化学方法研究LiV3O8电极在硫酸锂-水-乙醇中性电解质溶液中的性能.恒流充放电结果表明,LiV3O8电极的比容量随电解质溶液中乙醇含量的增加而降低,若同时考虑电解质溶液的电导率和电极的稳定性,水/乙醇体积比4∶1最为合适.交流阻抗测试表明,溶液的欧姆电阻以及电极/电解质界面的电荷转移电阻随溶液中乙醇含量的增加而增大;随着充放电循环的进行,电极/电解质界面的电荷转移电阻增大,电极的活性降低.     

异质结界面修饰对TiO2/P3HT杂化太阳电池光电性能的增强作用

采用水热法在F-SnO₂(FTO)导电玻璃上制备了一维TiO₂纳米棒阵列, 将一种两亲有机三苯胺染料M分子吸附在其表面, 进而旋涂有机聚合物聚3-己基噻吩P3HT, 构建结构为FTO/TiO₂/M/P3HT/PEDOT:PSS/Au的杂化太阳电池. 瞬态光电流谱反映在杂化电极中存在pn异质结. 接触角测试表明TiO₂表面吸附有机M分子后, 亲水性表面转变为疏水性表面, 利于与聚合物P3HT的进一步接触; 稳态荧光发射光谱表明经修饰的杂化电极的荧光发射强度降低, 由荧光衰减曲线拟合得到的荧光寿命降低, 说明在TiO₂与P3HT之间存在有效的电荷转移, 电荷复合被抑制. 电化学阻抗分析表明界面修饰后电子复合电阻和电子寿命增大. 电池的特性参数均比界面修饰前有所提高, 光电转换效率为1.61%. 另外, 对该电池的工作机理、电荷传输过程进行了初步探讨.     

电位对α-Fe2O3和掺钛α-Fe2O3光氧化水电荷转移速率常数的影响

外加一定的阳极电位可提高未掺杂的α-Fe₂O₃和Ti掺杂的α-Fe₂O₃(Ti-Fe₂O₃)电极的光电流或光电化学氧化水的速率, 但文献中通常假定电位全部降落在半导体固体一侧(带边钉扎), 其对界面电荷转移速率常数的影响鲜见报道. 本文应用电化学阻抗谱研究了外加电位对这两种电极光电化学氧化水时界面电荷转移速率常数的影响.结果表明: 随着外加阳极电位增大,两种电极的界面电荷转移速率常数均增大,但速率常数增幅比理论预期的要小, 表明电位并不是全部降落在电极的亥姆霍兹层, 而是同时降落在空间电荷层和亥姆霍兹层(费米能级钉扎). 表面态电容测量结果表明光生电荷可在表面态中积累, 导致了电位在电极界面重新分布并提高了界面电荷转移速率常数.相同电位下, 光强越强, 光生空穴在表面态积累越多, 降落在亥姆霍兹层中的电位增加,电荷转移速率常数也更大. 与α-Fe₂O₃相比,外加阳极电位对Ti-Fe₂O₃的界面转移速率常数提高更为明显.     

煅烧温度对阳极氧化WO3多孔薄膜的形貌及光电化学性能的影响

采用一步式阶跃电压加压方法,在NH4F/(NH4)2SO4电解质溶液中对W片进行阳极氧化处理制备了WO3多孔薄膜,通过后续热处理温度的控制,制备了性能规律性变化的WO3多孔纳米薄膜材料.用场发射扫描电镜(FE-SEM)、X射线衍射(XRD)分析等手段考察了热处理温度对氧化钨晶体结构和形貌影响的规律,在450°C以下的煅烧温度下,薄膜保持50-100nm孔径;通过对光电化学性质、光催化降解甲基橙动力学行为的研究,考察了不同热处理温度对WO3多孔薄膜光电转换性能影响的规律.研究表明,450°C煅烧处理后的WO3薄膜在500W氙灯光源照射及1.2V偏压下,光电流密度达到5.11mA·cm-2;340及400nm单色光辐射下光电转换效率(IPCE)值分别达到87.4%及22.1%.电化学交流阻抗谱显示,450°C煅烧处理后的WO3薄膜表现出最佳的导电率及最小的界面电荷转移电阻.实验结果证明,高结晶度的多孔结构是WO3薄膜具有高光电转换效率的主要因素,控制热处理温度是实现薄膜具有高孔隙率、完整结晶度、低电阻的重要手段.     

苯胺在SnO_2/Ti电极上的电化学氧化

研究了以SnO_2/Ti为阳极降解苯胺的电化学降解特性.实验结果表明,同Pt电极比较,掺F的SnO_2/Ti电极对苯胺的降解表现了明显的效果.苯胺在SnO_2/Ti电极上氧化降解速率主要决定于其中间产物的阳极溶解行为.由中间产物构成的有机膜的阳极溶解是反应的慢步骤.研究了苯胺溶液的浓度、pH和电流密度对苯胺降解速率的影响规律,对反应中间产物的复杂性及构成“膜”的理化性质进行了初步分析.     

苯胺在SnO2/Ti电极上的电化学氧化

研究了以SnO2/Ti为阳极降解苯胺的电化学降解特性.实验结果表明,同Pt电极比较,掺 F的SnO2/Ti电极对苯胺的降解表现了明显的效果.苯胺在SnO2/Ti电极上氧化降解速率主要决 定于其中间产物的阳极溶解行为.由中间产物构成的有机膜的阳极溶解是反应的慢步骤.研究 了苯胺溶液的浓度、pH和电流密度对苯胺降解速率的影响规律,对反应中间产物的复杂性及 构成“膜”的理化性质进行了初步分析.     

藻胆蛋白的Langmuir-Blodgett膜——Ⅱ.R-藻红蛋白的光电化学性质研究

通过由R-藻红蛋白(R-PE)LB膜组成的光电池,研究了R-PE的电荷转移现象及光电化学行为.实验表明,由R-PE LB膜组成的光电池能产生光生电流,且当电解质溶液中存在电子给体和受体时光电流明显增大,说明R-PE光生电流的产生是由电荷转移引起的.进一步的对比实验说明,其光生电流是来源于蛋白所含发色团的光诱导电荷分离性质;光电流作用光谱也进一步证实了上述观点.当电解质溶液中存在或不存在电子给体时,光电流方向总是流向饱和甘汞电极(SCE),说明电子是从R-PE注入SnO_2光学透明电极(SnO_2 OTE)的导带;当电解质液中存在电子受体时,光电流方向总是流向SnO_2 OTE,说明这时电子是从SnO_2电极的导带注入R-PE分子.据此提出了R-PE光诱导电荷转移的机制.经测定由R-PE LB膜组成的光电池的光电转换量子效率Ф_(520MM)=3.4%,光生电势达400mV,且具有很好的光学稳定性,这说明R-PE是优良的生物光电转换功能材料.实验中,还测定了电解质溶液pH值,电子给体浓度,蛋白LB膜层数及光照时间对R-PE光电流的影响.     

电化学阻抗谱法测定固态聚合物电解质的本体电阻

采用电化学阻抗谱法,对阻抗谱中的聚合物电解质本体电阻（Rb）与膜厚（L）的关系和固体聚合物电解质/惰性电极间的界面阻抗随直流电压的变化趋势进行了研究.结果表明,阻抗谱中聚合物电解质本体电阻（Rb）含有一定的阻塞电极/聚合物电解质间的界面阻抗;由于界面双电层电容的变化,在直流电压0.15～3 V范围内,界面阻抗随电压的增大而减小.     

可见光响应Bi2WO6薄膜的制备与光电化学性能

采用非晶态配合物-提拉法在ITO导电玻璃基底上制备得到Bi2WO6薄膜. 采用FE-SEM、XRD、Raman、DRS、光电流响应谱、IPCE等手段, 研究了Bi2WO6薄膜的形貌、结构、光电性能以及薄膜结构与光电性能的关系. 结果表明, 450 ℃以上煅烧可以得到Bi2WO6结晶薄膜, 薄膜由沿(131)晶面趋向生长的Bi2WO6纳米颗粒组成, 颗粒的粒度随煅烧温度的升高而增大, 同时颗粒之间的间距也相应增大. ITO/Bi2WO6薄膜电极在可见光(λ>400 nm)照射下可以产生光电流, 光电流强度与光强度线性相关; 光电流强度和光电转换量子效率受Bi2WO6薄膜结构的影响, 通过控制薄膜的煅烧温度等制备条件, 可以提高薄膜光电极的光电转换量子效率.     

汞溴红敏化TiO2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TiO2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TiO2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.     

石墨烯-氧化钨复合薄膜的制备及界面电子传输特性

以偏钨酸铵为钨源、聚乙烯吡咯烷酮为连接剂,采用浸渍提拉法制备了石墨烯-氧化钨复合薄膜,利用X射线衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及Raman光谱等方法对复合结构材料进行了表征,并利用光电流测试、交流阻抗谱(EIS)、瞬态光电流谱和强度调制光电流谱等方法,研究复合薄膜电极在光电作用下界面上的载流子转移过程和电荷传输行为.结果表明,组成薄膜的氧化钨纳米颗粒与石墨烯充分复合,光电性能显著提高;与石墨烯复合后,薄膜的瞬态时间常数增大,电子-空穴对寿命延长;电子传输时间减少,为纯氧化钨薄膜的47.5%.     

石墨烯-氧化钨复合薄膜的制备及界面电子传输特性

以偏钨酸铵为钨源、聚乙烯吡咯烷酮为连接剂,采用浸渍提拉法制备了石墨烯-氧化钨复合薄膜,利用X射线衍射（XRD）、扫描电镜（SEM）、透射电镜（TEM）及Raman光谱等方法对复合结构材料进行了表征,并利用光电流测试、交流阻抗谱（EIS）、瞬态光电流谱和强度调制光电流谱等方法,研究复合薄膜电极在光电作用下界面上的载流子转移过程和电荷传输行为. 结果表明,组成薄膜的氧化钨纳米颗粒与石墨烯充分复合,光电性能显著提高;与石墨烯复合后,薄膜的瞬态时间常数增大,电子-空穴对寿命延长;电子传输时间减少,为纯氧化钨薄膜的47.5%.     

Cu/C-Nafion复合电极上硝基苯的电化学还原

制备性电解的结果表明，硝基苯在Cu／C－Nafion膜复合电极上的还原产物只有苯胺，可能与电极／Nafion界面的弱酸性环境和其还原中间产物本羟胺在界面的扩散较仅有关．生成苯胺的电流效率随电流密度的增大而减小，随反应液中硝基苯浓度的增大出现一个最大值．这可能是硝基苯的电化学还原过程受某种粒子的扩散控制、峰电流取决于硝基苯在Nafion膜中的溶解度所致．     

后处理对TiO_2纳米晶膜电极光电性能的改善(英文)

利用TiCl4 水溶液处理TiO2 纳米晶膜电极 ,可以提高光电流 ,改善电极的光电转换性能 .对未经处理和处理后电极的比表面、孔分布 ,以及瞬态光电流分析表明 ,后处理改善了电荷在电极中的传输 ,从而提高了光电流     

Au掺杂对TiO_2薄膜表面态及电荷传输性能的影响

采用两步法合成了不同Au掺杂量的TiO_2薄膜材料,并通过循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)探究了不同Au掺杂量TiO_2薄膜的表面态数量及其在禁带中的分布情况.借助强度调制光电流/电压谱(IMPS/IMVS)研究了薄膜内电子传输时间和寿命及界面电荷转移性能等.结果表明,适量Au(摩尔分数0.2%)的掺入可有效降低薄膜的表面态数量,优化表面态分布情况,提高电子在TiO_2/染料/电解质界面的电阻,从而改善电子的传输性能,提升太阳电池的光电转换效率.