纳米TiO2的光生电荷迁移特性研究

利用场诱导光电压谱(简称FISPS)和瞬态光伏(简称TPV)技术研究了TiO₂的光生电荷的产生和传输机制.发现光生电荷在体块TiO₂上的迁移机制不同于在纳米TiO₂上的迁移机制，也不同于在结界面空间电荷区的迁移机制. 400 ℃处理的TiO₂颗粒表面具有大量的表面态，光生电荷被表面态捕获-释放机制控制着光伏行为的过程是慢过程. 800 ℃处理的TiO₂已经形成了完整的能带结构，光伏响应除了表现带-带跃迁外,还有一个在带边的自由激子带，光生电荷被表面自建场驱动进行传递的过程是快过程. 600 ℃处理的TiO₂混晶由锐钛矿型和金红石型两种构型组成，在两相之间存在着较低势垒的结界面．它的光伏响应受控于两种机制 ：光生电荷在两相间结界面空间电荷区的传输和在表面自建场驱动下的传输.当激发光强较小时，界面空间电荷区的光生电子由于积累的浓度较小而不能隧穿过结界面，这种场助隧穿只有在外场作用下才能发生.     

N掺杂TiO_2纳米粒子表面光生电荷特性与光催化活性

以尿素为氮源,采用水热法制备了不同N掺杂量的TiO2(N-TiO2)光催化剂.利用X射线衍射(XRD),紫外-可见漫反射光谱(UV-Vis DRS),X射线光电子能谱(XPS)及荧光(PL)光谱等技术对其进行了系统的表征.以罗丹明B(RhB)和甲基橙(MO)溶液的脱色降解为模型反应,分别考察了N-TiO2光催化剂在紫外和可见光区的光催化活性.利用表面光伏(SPV)和瞬态光伏(TPV)技术研究了N-TiO2纳米粒子表面光生电荷的产生和传输机制,并探讨了光生电荷与光催化活性之间的关系.结果显示,随着N含量的增大,TiO2表面光伏响应阈值红移,可见光部分光电压响应强度逐渐增强,瞬态光伏响应达到最大值的时间亦有着不同程度的延迟.这表明适量的N掺杂能够提高TiO2纳米粒子中光生载流子的分离效率,相应地延长载流子的传输时间,增加光生电荷的寿命,从而促进其光催化活性;而过量的N掺杂则增加了TiO2纳米粒子中光生载流子的复合中心,抑制其光催化活性.     

TiO2单晶的表面光电压谱研究

TiO2由于其优异的光电性质及高的化学稳定性而受到广泛关注,并且被应用于有机污染物光降解[1]、太阳能光电转换[2]等诸多领域.由于制备方法不同,TiO2往往会呈现出不同的光电性质,尽管其晶型与粒度可能相差甚微[3].近年来研究表明,除晶型、粒度等因素外,表面原子排布在决定材料光电性质方面同样有重要贡献[4,5].本文采用表面光电压谱(SPS)及场诱导表面光电压谱(EFSPS)研究了TiO2单晶(001)面的光伏响应.     

掺Sn的纳米TiO2表面光生束缚激子的验证及其特性

采用溶胶-凝胶法制备了不同掺杂Sn的TiO2纳米粒子，并主要利用表面光电压谱(SPS)和电场诱导表面光电压谱(EFISPS)对样品进行了表征，重点探讨了焙烧温度和掺Sn量对TiO2光生电荷性质的影响．同时揭示了样品结构与表面光生束缚激子的关系及其特性．结果表明：与束缚激子相关的光伏响应只在含有金红石相的TiO2样品中出现，且在混晶相中表现得更加显著．掺杂适量Sn不仅提高了纳米TiO2的与带带跃迁相关的SPS响应强度，同时也使与束缚激子相关的SPS响应明显增强．     

ZnO纳米粒子结构对光电量子限域特性的影响

Zn O作为一种宽禁带 (3 .3 6e V)高激子结合能 (60 me V)的半导体材料已引起人们的关注 .Zn O纳米粒子的比表面积较大 ,表面活性较高 ,对周围环境敏感 ,使其成为传感器制作中最有前途的材料[1] ,还在太阳能转换[2 ] 、发光材料[3] 、半导体表面修饰与敏化[4 ] 、纳米电子学以及分子电子学器件[5] 等领域显示出广阔的应用前景 .制约这些应用的关键是 Zn O纳米粒子表面和界面的电子结构和电荷转移行为 ,但有关此方面的报道较少 .本文用溶胶 -凝胶法制备了不同粒径的 Zn O纳米粒子 ,应用表面光电压谱 (SPS)和场诱导表面光电压谱 (FISPS…     

CdS/ZnO异质结构材料的光生电荷性质

本文制备了CdS/ZnO异质结构材料, 并以此为模型体系, 利用表面光伏技术研究了其光电性质, 结果表明, 利用表面光伏相位谱和瞬态光伏技术可以更进一步了解异质界面的光生电荷行为.     

二联体卟啉的光致电荷转移行为

卟啉聚集体在光合作用和生物体新陈代谢过程中发挥着极为重要的作用[1,2 ] .但是在复杂的自然界体系中 ,研究卟啉聚集体中的电子转移行为非常困难 ,所以借助于简单的二联体卟啉和多聚体卟啉作为生物体新陈代谢过程中活性位点的模型来研究其间的电荷转移行为[3] .近年来 ,人们在二联体卟啉和多聚体卟啉合成及性质表征方面做了大量的工作 ,特别是利用各种光谱来研究它们的电子和光生电子行为以及它们与具有生物活性的分子和特殊气体分子之间的电荷转移过程 [4 ,5] .本文利用表面光电压谱 (SPS)技术对二联体卟啉的光伏响应进行了研究 ,发现二…     

CeO2纳米晶的光电量子尺寸效应

ＣｅＯ_２纳米晶的光电量子尺寸效应王德军，崔毅，李铁津，董相廷，洪广言（吉林大学化学系，长春，１３００２３）（中国科学院长春应用化学研究所，长春）关键词纳米晶，ＣｅＯ_２，表面光伏，量子限域纳米材料结构功能特性的研究有着重要的高科技应用背景［１］，但有...     

CeO2纳米晶的光伏特性和量子尺寸效应

对制备的ＣｅＯ２纳米晶进行了反射吸收光谱研究，对其在３００－４５０ｎｍ的宽带吸收指认为Ｏ２ｐ→Ｃｅ４ｆ电荷转移跃迁，发现这个吸收带随着样品粒径变小而红移，利用表面光电压谱方法和场调制表面光电压谱方法不同粒径的ＣｅＯ２纳米晶的光伏特性进行了研究。并对吸收谱带进行了解析。当样品粒径达到纳米尺寸时，在ＣｅＯ２价带上大约０．９ｅＶ处明显地形成一个新能带。这个能带具有较强的定域性，在相应的跃迁的过程中产生具     

n-Si/TiO2/偶氮颜料微纳米尺度下的光生电荷转移性质

本文利用KFM 研究了n-Si/TiO₂/偶氮类颜料微纳米尺度下的光生电荷转移性质, 为进一步理解光电活性体系工作的微观机理提供了依据.     

TiO2超微粒子界面电荷行为的研究

物体的粒径超微到纳米量级时,其许多原有的物性消失,并产生“介观现象”,这可能有两个最根本的原因:即“尺寸效应”与“表面效应”,当粒子尺寸在～10 nm时,它的粒径恰好与电子的德布洛意波波长(～12 nm)相匹配,粒子成为“量子点”,量子效应明显.同时,表面原子数与体相原子数之比显著改变,这两种效应都影响材料的电子行为,本文利用表面光电压谱技术(SPS)对TiO_2超微粒子的光伏响应特性、谱带归属及界面电子行为进行了研究。     

TiO2纳米带表面光伏特性的研究

近年来, 一维结构的纳米带由于其不同于管、线材料的新颖结构以及独特的光电性能而受到广泛关注. 人们通过各种方法合成了氧化锌、硫化镉和氧化锡等纳米带材料[1,2]. 纳米TiO2以其优异的光电性能和高的化学稳定性而被广泛应用于太阳能电池、光催化降解等诸多领域[3], 从而成为研究热点, 最近其纳米带的制备也有报道[4].     

镍离子表面处理对二氧化钛光催化活性的影响

采用溶胶-凝胶法制备出纳米TiO2和TiO2-Ni催化剂. 光催化降解对氯苯酚实验证明, TiO2-Ni催化剂的紫外、可见光催化活性均高于TiO2. FTIR和Raman结果表明, Ni2+离子被化学吸附在TiO2表面形成ONiOO表面物种. SPS的结果表明, TiO2-Ni表面ONiOO物种的表面态能级在价带上方2.84 eV. 该能级既能产生可见光响应, 又有效地促进了光生载流子的分离, 使催化剂紫外、可见光催化活性提高.