制备条件对PANI/PATP/Au和TiO_2-PANI/PATP/Au膜光电化学性能的影响

应用电化学方法在不同条件下制备聚苯胺 (PANI)膜和TiO2 -PANI复合膜 ,并对其光电化学性能进行研究 .实验表明 ,制备条件是影响膜光电化学性能的重要因素 .对氨基硫酚 (PATP)的组装有利于改善PANI膜的附着力 ;部分氧化态PANI膜的光电化学响应明显优于还原态和氧化态PANI膜的光电化学响应 ;部分氧化态PANI膜的厚度对其光电化学性能有一最佳值 ;热处理虽然有利于改善TiO2 的光电化学性能 ,但温度太高 ,将破坏PANI膜的表面结构 ,对于TiO2 -PANI复合膜有一最佳的热处理温度 .优化制备条件大可改善TiO2 -PANI复合膜和PANI膜的光电化学性能     

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TiO2电极的特殊光电化学响应

应用涂膜法、电沉积法和溶胶-凝胶法制备纳米TiO2电极.实验发现,纳米TiO2具有特殊的光电化学响应,其光电流~电位变化出现光电流峰,这一特殊的光电化学性质乃与纳米半导体电极的纳米结构及其特殊的光诱导氧化还原反应机理密切相关.     

纳米TiO2/聚苯胺复合膜电极的制备及其电化学性能

采用1mol·L-1硫酸作为介质,扫描速度为100mV*s-1,扫描电位为-0.2V～0.8V,用循环伏安法在纳米二氧化钛(Nano-TiO2)膜电极上实现了苯胺(Aniline)的电化学聚合,并对制得的Nano-TiO2/聚苯胺复合膜的电化学性质进行了研究.结果表明在峰电位(Ep)为0.28V处有一个明显的氧化峰,在Ep为 0.54V,0.08V,-0.06V处分别有一个还原峰,经长时间扫描,氧化峰电流可达到50mA·cm-2,具有工业应用价值.同时实验也表明,复合膜的生成、Ip的大小受溶液浓度、扫描速度以及扫描电位的影响.     

纳米TiO2膜电极的电化学阻抗谱

纳米TiO2膜电极的电化学阻抗谱;纳米TiO2膜;电化学阻抗谱;催化电极;异相氧化还原电对     

TiO2纳米管与纳米线的制备及光电化学研究

利用钛箔表面沉积一层TiO2纳米粒子作为晶种,与NaOH反应,通过改变反应温度制备了TiO2纳米管与纳米线.在170℃,48 h的条件下合成了TiO2纳米管.在180℃时得到另一种一维的TiO2纳米线.并用XRD,SEM,SAED,EDS及HRTEM等分析手段对两种产物的成分、形貌、结构进行表征.对TiO2纳米管电极的光电化学性能进行了研究.结果表明,TiO2纳米管与纳米线为锐钛矿型和金红石型的混晶结构.TiO2纳米管单色光的光电转化效率达到10.38%.与钛酸盐纳米管相比,混晶结构TiO2纳米管显示出优良的光电转化性能.     

3d过渡金属掺杂TiO2纳米晶膜电极的光电化学研究

应用原子力显微镜和X射线粉末法对3d过渡金属离子Cr(Ⅲ),Fe(Ⅲ),Mn(Ⅱ),Co(Ⅱ),Ni(Ⅱ),Cu(Ⅱ)和Zn(Ⅱ)掺杂TiO₂纳米晶粒(简写为m^3d-TiO₂)作了表征,并用光电化学方法研究了m^3d-TiO₂纳米结构多孔膜电极.实验结果表明,m^3d-TiO₂纳米粒子的颗粒较均匀,粒径约为15nm,其晶型为锐钛矿和板钛矿的混晶.在所研究的m^3d-TiO₂中,只有Zn²⁺-TiO₂电极的光电流大于未掺杂的TiO₂纳米结构多孔膜电极.3d金属离子的掺杂引起各电极的光电流信号在一定波长范围内出现p-n转型现象.     

TiO2薄膜光电极能带结构和催化活性的初探

以阳极氧化法制得的TiO₂薄膜光电极为工作电极,铂环为对电极,饱和甘汞电极为参比电极,组成光电催化降解苯酚体系.运用电化学阻抗图谱(EIS),测得光电催化过程中TiO₂薄膜光电极的空间电荷层电容,计算出半导体能带结构参数——空间电荷层宽度W.结果证明:当空间电荷层宽度W随阳极偏压增加而增大时,TiO₂薄膜电极光催化活性提高;当其等于薄膜厚度时,光催化活性最好,此时出现最佳偏压值;继续增加偏压,活性反而有所下降.     

脉冲激光沉积纳米TiO2薄膜电极的现场光电化学

在O3 /O2 气氛中采用 35 5nm激光烧蚀金属钛靶的反应性沉积薄膜方法 ,成功地在镀ITO膜的玻璃基片上制备了纳米锐钛矿相TiO2 薄膜电极 .用循环伏安法研究了在Li/TiO2 电池中TiO2 薄膜电极的电化学嵌入Li离子的行为 .由现场快速紫外可见吸收光谱实时监测TiO2 薄膜电极的显色特性 ,在波长 42 0和 6 5 0nm附近出现 2个明显的吸收峰 ,并发现TiO2 薄膜电极的吸收谱的涨落过程与Li离子的嵌入和脱嵌过程具有相关性与可逆性 ,表明该纳米TiO2 薄膜电极具有高质量的光电化学性能 .     

铂微粒修饰碳纳米管-纳米TiO2/聚苯胺复合膜电极的制备及其电化学性能

采用循环伏安法,在200 mmol.L-1苯胺与500 mmol.L-1H2SO4的混合溶液中,在-0.1 V~0.9 V扫描(50 mV.s-1),实现了苯胺在碳纳米管-纳米TiO2膜电极上的电化学聚合,得到翠绿色的聚苯胺膜(PANI),并用交流阻抗谱对PANI的电化学性质进行了表征。在PANI电极上修饰铂,制得铂微粒修饰PANI电极(PANI-Pt)。研究发现PANI-Pt对抗坏血酸的氧化有很高的催化活性。     

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.     

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.     

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。     

N,N′-对羧苄基吲哚三菁敏化纳米TiO2电极的研究

应用光电化学方法研究了N, N′-对羧苄基吲哚三菁（Cy5）染料敏化TiO2纳米晶电极的光电化学行为,优化了敏化的条件.结合Cy5的循环伏安曲线和光吸收阈值,初步确定Cy5电子基态和激发态能级位置.结果表明,Cy5电子激发态能级位置能与TiO2纳米粒子导带边位置相匹配,因而使用该染料敏化可以显著提高TiO2纳米晶的光电流,使TiO2纳米晶电极吸收波长由紫外光区红移至可见光区和近红外区,光电转换效率得到明显改善,在膜厚为6.5μm、敏化时间为6 h的条件下IPCE值（incident photo-to-electricity conversion efficiency）最高可达46.4％,总的光电转换效率η为1.70％.     

电化学组装法制备对-巯基苯胺/聚苯胺纳米有序导电聚合物膜

提出了制备二维纳米有序有机导电聚合物膜的新方法--电化学组装法,应用该方法在电位脉冲的作用下使苯胺聚合到对-巯基苯胺修饰的金电极上,获得了致密、有序的对-巯基苯胺/聚苯胺(p-aminothiolphenol/polyaniline,PATP/PANI)导电寡聚物薄膜.用STM研究了Au(111)/PATP、Au(111)/PATP/PANI膜表面的二维有序性,用SERS谱表征了Au(粗糙表面)/PATP、Au(粗糙表面)/PATP/PANI膜的结构和成分,并以[Fe(CN)₆]^3-/[Fe(CN)₆]^4-为探针研究了其电子传递性能.结果表明用电化学组装法制备的PATP/PANI膜在纳米尺度上是二维有序的,且具有良好的电子传递性能.     

还原态聚苯胺的光电化学研究

本文研究了还原态聚苯胺修饰电极的光电化学。通过不同基底电极、饱和气氛、温度、扰动方法（光照电极、电极旋转、气体鼓泡搅拌溶液、顺电极表面向电解池滴加电解液等）对还原态聚苯胺电流响应的影响及光谱分析，首次发现还原态聚苯胺的光电流响应并不是由于其吸收可见或近红外光激发而引起的，光的作作是通过扰动电极表面，促进电解质溶液中溶解的氧气对聚苯胺的氧化，仪器为了维持恒电位将氧化了的聚苯肢再还原而产生光电流响应。