3-己基噻吩和2-噻吩甲酸共聚物修饰纳米结构TiO2薄膜电极的光电性能研究

用光电流作用谱、光电流-电势图等光电化学方法研究了铟锡导电玻璃(ITO)/3-己基噻吩和2-噻吩甲酸共聚物(CTCHT)膜电极以及ITO/TiO₂/3-己基噻吩和2-噻吩甲酸共聚物(CTCHT)复合膜电极的光电转换性质. 结果表明, CTCHT膜为p-型半导体, 禁带宽度为2.44 eV, 价带位置为－5.73 eV. 研究表明在ITO/TiO₂/CTCHT复合膜电极中存在p-n异质结, p-n异质结的存在能够使光生电子和空穴有效的分离, 有效地降低了电荷的反向复合几率, 提高了光电转换效率, CTCHT膜修饰ITO/TiO₂电极可使光电流增强, 使宽禁带半导体电极的光电转换效率得到改善.     

3-己基噻吩和2-噻吩甲酸共聚物修饰纳米结构TiO2薄膜电极的光电性能研究

用光电流作用谱、光电流-电势图等光电化学方法研究了铟锡导电玻璃(ITO)/3-己基噻吩和2-噻吩甲酸共聚物(CTCHT)膜电极以及ITO/TiO₂/3-己基噻吩和2-噻吩甲酸共聚物(CTCHT)复合膜电极的光电转换性质. 结果表明, CTCHT膜为p-型半导体, 禁带宽度为2.44 eV, 价带位置为－5.73 eV. 研究表明在ITO/TiO₂/CTCHT复合膜电极中存在p-n异质结, p-n异质结的存在能够使光生电子和空穴有效的分离, 有效地降低了电荷的反向复合几率, 提高了光电转换效率, CTCHT膜修饰ITO/TiO₂电极可使光电流增强, 使宽禁带半导体电极的光电转换效率得到改善.     

纳米尺度TiO2聚苯胺多孔膜电极光电化学研究

用光电流作用谱，光电流－电势图等光电化学方法研究了ＴｉＯ２／聚本胺复合多孔膜电极在不含氧化还原和含有没氧化还原对体系中的光电转换过程。结果说明，ＴｉＯ２／聚苯胺复合多孔膜电极为双层ｍ－型半导体结构，ＴｉＯ２多孔膜的禁带宽度为３．２ｅＶ，外层聚苯胺膜的禁带宽度为２．８８ｅＶ。     

纳米结构TiO2/3-甲基噻吩和2-噻吩甲酸共聚物复合膜电极光电化学性能

用光电流作用谱、光电流-电势图等光电化学方法研究了ITO/3-甲基噻吩和2-噻吩甲酸共聚物(CTCMT)膜电极和ITO/TiO₂/CTCMT复合膜电极的光电转换性质.结果表明,CTCMT膜为p型半导体,禁带宽度为2.36eV,价带位置为-5.52eV.在ITO/TiO₂/CTCMT复合膜电极中存在p-n异质结,在一定条件下异质结的存在有利于光生电子-空穴对的分离.CTCMT膜修饰ITO/TiO₂电极可使光电流增强,光电流起始波长红移至600nm以上,使宽禁带半导体电极的光电转换效率得到改善.     

量子点PbS修饰纳米结构TiO2复合膜的光电化学研究

用光电流作用谱、光电流-电势图等光电化学方法研究了ITO(铟锡氧化物导电玻璃)/TiO₂ /Q-PbS(量子点PbS)膜电极的光电转换性质。结果表明，由于量子尺寸的效应，在膜电极制备中，随着ITO/TiO₂电极在饱和Pb(CH₃COO)₂溶液中浸泡时间的不同，所制备的Q-PbS颗粒大小不同，禁带宽度随着浸泡时间的增大而减小，浸泡时间为40 s、在80 ℃烘干下制备的Q-PbS的禁带宽度为1.68 eV，其价带位置为-5.072 eV。Q-PbS修饰ITO/TiO₂电极可使光电流发生明显的红移，从而提高宽禁带半导体的光电转换效率。     

纳米尺度TiO2／聚吡咯多孔膜电极光电化学研究

用光电流作用谱，光电流－电势图和ＵＶ－Ｖｉｓ光说研究了ＴｉＯ２／聚吡咯多孔膜电极在不含氧化还原对和含不同氧化还原体系电解质溶液中的光电转换过程。ＴｉＯ２／聚吡咯多孔膜电极双层ｎ型半导体结构，内层ＴｉＯ２多孔膜的禁带宽度为３．２６ｅＶ，外层聚吡咯膜的禁带宽度为２．２ｅＶ。     

纳米结构TiO2/聚3-甲基噻吩多孔膜电极光电化学研究

用光电流作用谱、光电流-电势图、紫外-可见吸收光谱等光电化学方法研究了导电玻璃(ITO)/TiO₂/聚3-甲基噻吩(PMT)电极的光电转换性质. 结果表明, PMT膜为p型半导体, 其禁带宽度为1.93 eV. 并通过循环伏安和光电化学方法确定了其导带位置为－3.44 eV, 价带为－5.37 eV, 在纳米TiO₂与PMT之间存在p-n异质结, ITO/TiO₂/PMT电极不仅提高了光电流, 而且使产生光电流的起始波长红移至＞600 nm, 从而提高了宽禁带半导体的光电转换效率.     

纳米结构TiO2/聚3-甲基噻吩多孔膜电极光电化学研究

用光电流作用谱、光电流-电势图、紫外-可见吸收光谱等光电化学方法研究了导电玻璃(ITO)/TiO₂/聚3-甲基噻吩(PMT)电极的光电转换性质. 结果表明, PMT膜为p型半导体, 其禁带宽度为1.93 eV. 并通过循环伏安和光电化学方法确定了其导带位置为－3.44 eV, 价带为－5.37 eV, 在纳米TiO₂与PMT之间存在p-n异质结, ITO/TiO₂/PMT电极不仅提高了光电流, 而且使产生光电流的起始波长红移至＞600 nm, 从而提高了宽禁带半导体的光电转换效率.     

纳米结构TiO2/聚3-己基噻吩多孔膜电极光电性能研究

用光电流作用谱、光电流-电势图等光电化学方法研究了ITO/聚3-己基噻吩(ITO/ P3HT)膜和纳米结构TiO2/聚3-己基噻吩(TiO2/P3HT)复合膜的光电转换性质. 结果表明, P3HT膜的禁带宽度为1.89 eV, 价带位置为－5.4 eV. 在ITO/TiO2/ P3HT复合膜电极中存在p-n异质结, 在一定条件下异质结的存在有利于光生电子-空穴对的分离. P3HT修饰ITO/TiO2电极可使光电流发生明显的红移, 从而提高了宽禁带半导体的光电转换效率.     

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。     

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.     

Ru(bpy)2(NCS)2染料敏化CdS/Zn2+TiO2复合半导体纳米多孔膜的光电化学

采用水热法合成了Zn²⁺离子掺杂的TiO₂纳米粒子[Zn²⁺掺杂量0.5%(物质的量的比)],并用光电化学方法研究了经Ru(bpy)₂(NCS)₂(bpy=2,2′bipyridine₄,4′dicarboxylicacid)分别敏化的掺杂Zn²⁺的TiO₂电极(简写为Zn²⁺-TiO₂)和CdS/Zn²⁺-TiO₂复合半导体纳米多孔膜电极的光电化学行为.实验证明Ru(bpy)₂(NCS)₂敏化CdS/Zn²⁺-TiO₂复合半导体纳米多孔膜电极比单独敏化Zn²⁺-TiO₂电极的光电转换效率高,且敏化Zn²⁺TiO₂电极和敏化CdS/Zn²⁺TiO₂复合半导体纳米多孔膜电极比Zn²⁺-TiO₂电极的光电流产生的起始波长都向长波方向移动.在360600nm范围内,Ru(bpy)₂(NCS)₂敏化CdS/Zn²⁺-TiO₂复合半导体纳米多孔膜电极光电转换效率最好.     

Integration of polyaniline/poly(acrylic acid) films and redox enzymes on electrode supports: an in situ electrochemical/surface plasmon resonance study of the bioelectrocatalyzed oxidation of glucose or lactate in the integrated bioelectrocatalytic systems

Electropolymerization of aniline in the presence of poly(acrylic acid) on Au electrodes yields a polyaniline/poly(acrylic acid) composite film, exhibiting reversible redox functions in aqueous solutions at pH = 7.0. In situ electrochemical-SPR measurements are used to identify the dynamics of swelling and shrinking of the polymer film upon the oxidation of the polyaniline (PAn) to its oxidized state (PAn(2+)) and the reduction of the oxidized polymer (PAn(2+)) back to its reduced state (PAn), respectively. Covalent attachment of N(6)-(2-aminoethyl)-flavin adenin dinucleotide (amino-FAD, 1) to the carboxylic groups of the composite polyaniline/poly(acrylic acid) film followed by the reconstitution of apoglucose oxidase on the functional polymer yields an electrically contacted glucose oxidase of unprecedented electrical communication efficiency with the electrode: electron-transfer turnover rate approximately 1000 s(-1) at 30 degrees C. In situ electrochemical-SPR analyses are used to characterize the bioelectrocatalytic functions of the biomaterial-polymer interface. The current responses of the bioelectrocatalytic system increase as the glucose concentrations are elevated. Similarly, the SPR spectra of the system are controlled by the concentration of glucose. The glucose concentration controls the steady-state concentration ratio of PAn/PAn(2+) in the film composition. Therefore, the SPR spectrum of the film measured upon its electrochemical oxidation is shifted from the spectrum typical for the oxidized PAn(2+) at low glucose concentration to the spectrum characteristic of the reduced PAn at high glucose concentration. Similarly, the polyaniline/poly(acrylic acid) film acts as an electrocatalyst for the oxidation of NADH. Accordingly, an integrated bioelectrocatalytic assembly was constructed on the electrode by the covalent attachment of N(6)-(2-aminoethyl)-beta-nicotinamide adenine dinucleotide (amino-NAD(+), 2) to the polymer film, and the two-dimensional cross-linking of an affinity complex formed between lactate dehydrogenase and the NAD(+)-cofactor units associated with the polymer using glutaric dialdehyde as a cross-linker. In situ electrochemical-SPR measurements are used to characterize the bioelectrocatalytic functions of the system. The amperometric responses of the system increase as the concentrations of lactate are elevated, and an electron-transfer turnover rate of 350 s(-1) between the biocatalyst and the electrode is estimated. As the PAn(2+) oxidizes the NADH units generated by the biocatalyzed oxidation of lactate, the PAn/PAn(2+) steady-state ratio in the film is controlled by the concentration of lactate. Accordingly, the SPR spectrum measured upon electrochemical oxidation of the film is similar to the spectrum of PAn(2+) at low lactate concentration, whereas the SPR spectrum resembles that of PAn at high concentrations of lactate.     

聚3-甲基噻吩修饰硫化物量子点连接纳米结构TiO2膜的光电化学研究

采用原位化学法在纳米结构TiO₂膜上制备了量子点CdS, PbS (Q-CdS, Q-PbS), 并用电化学方法在TiO₂/Q-CdS, TiO₂/Q-PbS表面聚合3-甲基噻吩[poly(3-Methylthiophene, PMeT)]. 用光电化学方法研究了PMeT修饰Q-CdS, Q-PbS连接TiO₂纳米结构膜, 实验结果表明, PMeT和Q-CdS, Q-PbS单独修饰纳米结构TiO₂电极和PMeT修饰Q-CdS, 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; 一定条件下在可见光区光电转换效率均较纳米结构TiO₂的光电转换效率有明显的提高; 聚3-甲基噻吩(PMeT)与Q-CdS, Q-PbS连接的纳米结构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, 在本文实验条件下PMeT修饰Q-CdS, Q-PbS连接纳米结构TiO₂电极最高的单色光的光电转换效率分别为11%和7%.