Au/PATP/PANI膜电极和Au/PATP/PANI/TiO2膜电极的光电化学

聚苯胺（PANI）是一种结构、 性质不同于聚乙炔和聚吡咯的新型导电高聚物,有着十分广泛的应用[1,2].近年来利用光电化学研究聚苯胺的电子结构、 掺杂情况引起人们的重视[3～5].在酸性溶液中电聚合制备聚苯胺的循环伏安曲线上出现两对氧化还原峰,其峰值电位分别为E11/2=0.13 V和E21/2=0.7 V(对饱和甘汞电极).通过改变电极电位,可获得部分氧化态、还原态、氧化态等3种状态的聚苯胺.部分氧化态具有金属导电性,还原态和氧化态均为绝缘体.本文测量3种状态聚苯胺膜电极的光电响应,首次得到其光电流谱,发现聚苯胺一些新的光电化学实验结果.提出了覆盖绝缘体的金属内发射的光电化学模型.同时,在聚苯胺膜上电沉积纳米TiO2微粒膜,得到广谱区的复合光电材料.     

TiO_2聚苯胺复合膜的光电化学

利用电化学方法制备了TiO2 聚苯胺 (PANI)复合膜 .该膜具有比TiO2 或PANI膜更宽的吸收谱区 ,并且不同于利用聚苯胺光敏化的TiO2 膜 ,表现为两者复合材料膜的性质 .扫描电镜图表明 ,TiO2 微粒不完全覆盖着PANI膜 .根据TiO2 微粒光电流谱带的阈值能可得复盖在部分氧化态聚苯胺膜上的TiO2 微粒的禁带宽度为 3.0eV .部分氧化态聚苯胺膜的光电流谱遵循Fowler定律 ( 1/2 ～hυ成线性 ) .通过Fowler图得出部分氧化态聚苯胺的绝缘母体禁带宽度为 3.33eV ,并证实该绝缘母体为还原态聚苯胺 .从Mott Schottky图得到在 0 .0 5mol/LK3Fe(CN) 6 /K4 Fe(CN) 6 溶液中 (pH =8.52 )部分氧化态聚苯胺的平带电位为 0 .13V ,掺杂浓度为 5.3× 10 18cm- 3;TiO2 PANI复合膜的平带电位为 - 0 .6 5V ,掺杂浓度为 9.1× 10 19cm- 3.解释了TiO2 PANI复合膜的光电化学过程并描绘出其能带图 .利用TiO2 PANI复合膜能够有效地光降解苯酚溶液 .     

纳米Au/TiO2光催化剂的XPS和SPS研究

 以溶胶-凝胶法制备的TiO2纳米粒子为载体,通过浸渍法制备了Au/TiO2样品,并利用XPS和SPS等技术对样品进行表征,考察了热处理温度和Au含量对TiO2纳米粒子光催化氧化苯酚活性的影响. 结果表明,Au是以金属纳米微晶的形式均匀地分散在TiO2纳米粒子表面. 用适量Au进行表面修饰不仅拓宽了TiO2对光的响应范围,而且改善了TiO2光生电子和空穴的分离效率,提高了样品对氧物种的吸附,并促进了光生电子向吸附氧的传输. 在光催化氧化苯酚反应中,500 ℃处理的Au/TiO2纳米粒子具有较高的光催化活性,这与XPS和SPS表征结果是一致的. 从电子能级匹配的角度揭示了Au对TiO2样品表面光电性质和光催化性能的影响机制.     

Zn│纳米TiO2-聚苯胺二次电池的充放电性能

以1.0 mol/L硫酸为介质,于0.8 V恒电位下,在纳米TiO2(Nano-TiO2)膜电极上实现了苯胺(Aniline)的电化学聚合,借助透射电镜、 X射线衍射、红外光谱等对制得的Nano-TiO2/聚苯胺(Nano-TiO2/PANI)复合膜进行了表征. 用Nano-TiO2│PANI作为二次电池的正极,Zn为负极,在不同的电流密度下对Zn│Nano-TiO2-PANI二次电池的充放电性能进行了研究. 结果表明,二次电池首次充电容量可达98.04 mA·h/g,充放电效率为91.67%,充放电曲线平稳.     

PANI的内光电发射

利用电化学方法在自组装一层对氨基硫醇（PATP）的金电极上制备三种氧化还原态的聚苯胺（PANI）膜，PANI底层比较致密，表面呈山包状，该膜在K3Fe(CN)6/K4Fe(CN)6溶液的循环伏安图表明了部分氧化氮PANI膜具有良好的电子传输性能，从光电流谱得到氧化态PANI的禁带能为1．45eV，首次发现部分氧化态PANI膜的光电流谱遵循Fowler定律（IPCE^1/2-hv呈线性），具有内光电发射的性质，通过Fowler图得出部分氧化态PANI的绝缘母体的禁带宽度为3．33eV，并且证实该绝缘母体为还原态PANI，从Mott-Schottky图昨到部分氧化态和还原态PANI的平带电位都为0．63V(vs,SCE)，提出了和PANI的颗粒金属岛导电模型一致的内光电发射机理来解释部分氧化态PANI的光电化学过程。     

PANI/TiO_2/SiW_(12)复合光催化剂的制备、表征及其光催化性能

以(NH4)2S2O8为氧化剂,通过化学氧化法在TiO2颗粒表面包覆聚苯胺(PANI)薄膜制得PANI/TiO2。通过静电自组装方法将SiW412-键合在PANI/TiO2表面,制备了一种新型的复合光催化剂PANI/TiO2/SiW12(1),用UV-Vis,FT-IR,XRD和SEM等对1的结构和光吸收性能进行了表征。以刚果红为目标降解物,研究了1在太阳光下的光催化性能。结果表明,PANI的敏化作用拓宽了TiO2的光响应范围,提高了光能的利用率,增强了复合材料的光催化活性。1的光催化活性明显高于TiO2和PANI/TiO2,90 min降解率达83.94%。     

聚苯胺/二氧化钛复合薄膜的制备及其气敏性能

室温条件下, 运用静电力自组装和原位化学氧化聚合相结合的方法制备了聚苯胺/纳米二氧化钛(PANI/TiO2)复合薄膜和聚苯胺(PANI)薄膜, 并通过XPS和SEM对薄膜进行了分析表征. 采用平面叉指电极式器件制备了PANI/TiO2复合薄膜和PANI薄膜气体传感器, 研究了其在常温下对有毒气体NH3和CO 的敏感性能. 结果表明, PANI/TiO2复合薄膜较PANI薄膜具有更优的灵敏度和响应恢复特性.     

NiO/TiO2异质结构纳米管阵列膜对不锈钢的光生阴极保护及其储能性能

本工作通过修饰TiO₂制备半导体复合膜,提高其光吸收和光电化学性能,以期应用于光生阴极保护。先采用阳极氧化法在Ti表面制备TiO₂纳米管阵列膜,再应用水热处理法在膜表面沉积NiO纳米颗粒,形成具有异质结构纳米管复合膜。利用扫描电子显微镜、X-射线衍射、X-射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱、光致发光谱和光电化学技术对制备的纳米膜进行表征。结果表明,与纯TiO₂纳米管膜比较,NiO/TiO₂纳米管复合膜的光吸收扩展到可见光区。白光照射下,其在0.5 mol·L^?1 KOH和1 mol·L^?1 CH3OH混合液中的光电流密度达到176μA·cm^?2,是纯TiO₂纳米管膜的2倍。复合膜具有良好的光生阴极保护作用,与0.5 mol·L^?1 NaCl溶液中的403不锈钢耦连后,可使其电极电位下降440 mV,在光照2.5 h再转为暗态后,因具有电荷储存能力还可继续提供约15.5 h的阴极保护效应。     

NiO/TiO_2异质结构纳米管阵列膜对不锈钢的光生阴极保护及其储能性能（英文）

本工作通过修饰TiO_2制备半导体复合膜,提高其光吸收和光电化学性能,以期应用于光生阴极保护。先采用阳极氧化法在Ti表面制备TiO_2纳米管阵列膜,再应用水热处理法在膜表面沉积NiO纳米颗粒,形成具有异质结构纳米管复合膜。利用扫描电子显微镜、X-射线衍射、X-射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱、光致发光谱和光电化学技术对制备的纳米膜进行表征。结果表明,与纯TiO_2纳米管膜比较,NiO/TiO_2纳米管复合膜的光吸收扩展到可见光区。白光照射下,其在0.5 mol·L~(-1) KOH和1 mol·L~(-1) CH_3OH混合液中的光电流密度达到176μA·cm~(-2),是纯TiO_2纳米管膜的2倍。复合膜具有良好的光生阴极保护作用,与0.5 mol·L~(-1) NaCl溶液中的403不锈钢耦连后,可使其电极电位下降440 mV,在光照2.5h再转为暗态后,因具有电荷储存能力还可继续提供约15.5 h的阴极保护效应。     

钛基TiO2纳米管阵列电极的光电催化性能

应用电化学阳极氧化法在纯Ti基底上制备高度有序的TiO2纳米管阵列,考察了Ti/TiO2光阳极的光电化学响应.以苯酚溶液为目标污染物,研究Ti/TiO2电极的光电催化性能,并与光催化性能进行比较.结果表明,该电极光电催化性能优于光催化性能.施加0.6 V电压时,光电催化性能最好.电化学阻抗谱分析显示,光电催化和光催化降解过程的速控步骤均为表面反应步骤,外加偏压减小了界面电荷转移阻抗,提高了光生载流子的分离效率.     

聚苯胺对纳米CdS的光致发光增强效应

利用电化学脉冲沉积法在聚苯胺(PANI)膜上制备了纳米CdS/PANI复合膜,并利用扫描电镜光谱、紫外可见光谱、红外光谱、拉曼和荧光等光谱技术表征复合膜的形貌、结构及性质.CdS/PANI复合膜中CdS微粒呈现量子尺寸效应;CdS和PANI间存在相互作用;由于聚苯胺和CdS能级的合适匹配,聚苯胺对CdS的光致发光(PL)有增强效应,增强机理为光生载流子的传递机理.     

聚3-甲基噻吩修饰量子点硫化铅连接TiO2纳米结构膜的光电化学研究

采用原位化学法在纳米结构TiO2电极上制备了量子点PbS(Q-PbS), 并用电化学方法在TiO2/Q-PbS表面聚合3-甲基噻吩[poly(3-Methylthiophene), PMeT]. 研究结果表明, PMeT和Q-PbS单独修饰纳米结构TiO2电极和PMeT修饰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; 在可见光区光电转换效率均比纳米结构TiO2的光电转换效率提高显著; PMeT与Q-PbS修饰的纳米结构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, 提高了光电转换效率.     

TiO2-MoO3复合纳米管阵列薄膜的制备及其可见光活性

通过阳极氧化的方法制备TiO₂纳米管薄膜, 在MoO₃存在的条件下对该薄膜进行热处理得到TiO₂-MoO₃复合纳米管阵列薄膜. 利用X射线衍射(XRD), 扫描电子显微镜(SEM), X射线光电子能谱(XPS), 电化学阻抗谱(EIS), Mott-Schottky 及光电化学方法对得到的薄膜进行了表征. XRD结果表明, TiO₂-MoO₃复合纳米管薄膜中的TiO₂主要为锐钛矿晶型. SEM实验证实了薄膜纳米管结构的存在, 样品中的MoO₃均匀地分散在TiO₂纳米管表面. 利用XPS方法分析了TiO₂-MoO₃复合纳米管薄膜元素的组成, 结果表明, MoO₃在TiO₂表面形成TiO₂-MoO₃复合纳米管薄膜. 研究了热处理温度以及热处理时间对样品的光电化学性能的影响, 相对于单纯TiO₂纳米管薄膜, 适量引入MoO₃提高了样品在可见光区的光电响应能力, 样品的平带电位负移. 在450 °C热处理60 min制得的TiO₂-MoO₃复合半导体纳米管阵列薄膜光电响应活性最高.     

ZnO-聚苯胺复合膜的制备和性能研究

利用溶胶-凝胶法在Au膜、聚苯胺膜(PANI)和ITO(导电玻璃)基体上制备ZnO纳米微粒膜,初步研究了该微粒膜的形貌,结构和紫外-可见吸收等性质.结果表明,PANI的孔洞结构抑制了ZnO颗粒的团聚,因此,ZnO-PANI复合膜的紫外-可见吸收光谱和荧光光谱相对于ZnO-Au微粒膜有一定程度的蓝移.光电流谱研究同时表明,ZnO-聚苯胺复合膜有望在光电化学方面得到应用.     

TiO_2纳米棒和CdSe纳米棒复合膜与聚3-甲基噻吩杂化太阳能电池研究

采用水热法制备了TiO2和CdSe两种纳米棒材料,将两种纳米材料制备成TiO2/CdSe复合纳米棒膜电极,并在复合膜上电化学聚合生成聚3-甲基噻吩poly(3-methylthiophene)(PMeT),研究了其光电化学性能.实验表明,当TiO2与CdSe的物质的量复合比为2:1,PMeT的聚合时间为40s,在电极电势为-0.2V下ITO/TiO2/CdSe/PMeT电极光电转换效率(IPCE)达到56%,对比ITO/TiO2/CdSe复合膜电极在长波方向的光电转换效率明显提高,光吸收截止波长发生了明显的红移.同时以ITO/TiO2/CdSe/PMeT组装了简易的杂化太阳电池,初步研究了光电池性能,光电池总效率为0.08%,Voc=0.4V,jsc=0.61mA/cm2,ff=0.33.     

Nano-organized CdS particles with Quantum Effect on Polyaniline Film

Polyaniline(PANI)/p-aminothiophenol(PATP)/Au film was obtained by electrochemical methods^[1].The CdS nano-particles were electrodeposited according to the method of Baranski etal.^[2].     

择优生长CdS纳米微粒膜的制备和性能研究

利用恒电流阴极还原法或电流脉冲法在聚苯胺膜、PATP膜、Au膜和ITO基体上制备了CdS纳米微粒膜 ,并对其结构和紫外_可见吸收等性质进行初步表征 .结果表明基体对CdS微粒膜的结构和性能具有较大的影响     

TiO2修饰的镍基光电极的制备及光电化学性能

通过溶胶 凝胶法，直接在导电的金属镍基上制备多孔TiO2纳米薄膜，利用STM观察电极的表面形貌，所制TiO2粒径约为20～80 nm，随着烧结温度的升高，TiO2纳米薄膜表面孔的数量增多、孔径增大.用循环伏安法分析了电极的光电化学性能，结果表明，电极的光电响应随烧结温度的升高和薄膜厚度的增加而增大.