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光电化学电池催化氧化甲基红

以钛基TiO2薄膜为光阳极,研究了光电化学电池中阳极光催化降解偶氮染料甲基红的动力学.结果表明,短接光电化学电池分隔了光催化过程的阴、阳极反应,有利于抑制光生载流子的复合,提高光催化氧化速率.相同实验条件下短路光电流越大,则甲基红降解速率越高.在基底和TiO2薄膜之间夹层SnO2得到组装电极Ti/SnO2/TiO2,进一步提高了光生载流子的分离效率;同时采用电化学阻抗谱(EIS)评价了电极的光催化性能.     

电化学处理构建表面电荷传输通道用于高效光电催化分解水（英文）

理解和调控材料表面性质是研究非均相反应的重点.对于电化学和光电化学驱动的表面催化反应,构建表面活性位点并理解其相关的反应机理是众多研究人员关注的重点.除表面活性位点外,表面电荷传输通道的存在对于(光)电化学催化反应也同样重要,因为其决定了传输到(光)电极表面有效电荷的数量.然而,目前关于如何构建表面电荷传输通道的研究较少.本文以经典的钼掺杂钒酸铋光阳极为例,通过简单的电化学还原处理在其表面原位构建了电荷传输通道,进而实现了水氧化光电流密度约8.5倍的提升.通过对比电化学处理前后钼掺杂钒酸铋及氧化钼电极的X射线衍射图谱、拉曼光谱、X射线光电子能谱发现,电化学处理诱导了电极表面的羟基化反应并且产生了Mo⁵⁺组分.这表明电化学处理诱导的氢钼青铜相(H_yMoO_x)可能在钼掺杂钒酸铋光阳极表面形成了高效的电荷传输通道.包括电荷分离和注入效率、开路电压、阻抗谱以及稳态和瞬态荧光光谱等(光)电化学测试结果表明,这些表面电荷传输通道的存在大幅度提高了钼掺杂钒酸铋光阳极的体相电荷分离和传输效率.进一步通过构建电化学处理前后钼掺杂钒酸铋和氧...     

纳米多孔二氧化钛电极辅助光电化学降解乙酰氨基酚及伐昔洛韦

作为一类具有较高生物活性的物质,药物及个人护理品对环境的污染引起人们越来越多的关注.对乙酰氨基酚和伐昔洛韦是两种使用广泛的药物,由于其潜在的对人类健康和生态安全的威胁而逐渐成为研究热点.而电化学辅助光氧化技术因其具备能够高效处理难降解化学品的优点而得到广泛使用.本文合成了纳米多孔二氧化钛电极,研究了电化学还原处理对纳米多孔二氧化钛电极辅助光电化学降解对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的影响.使用扫描电镜和色散谱技术对合成的纳米多孔二氧化钛电极的形态和元素组成进行了表征.循环伏安法、莫特-肖特基曲线、紫外-可见分光光度计和总有机碳分析仪被用来研究对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的光电化学降解过程.结果显示,对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的光化学降解和电化学降解过程非常缓慢,在研究的时间范围内其浓度未见明显变化,因此可以忽略不计.但是对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的光电化学降解速度比较快,与未经处理的纳米多孔二氧化钛电极相比,经过电化学还原处理的电极可以使对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的光电化学降解分别提高86.96%和53.12%.这可能是由于在电化学还原处理过程中生成了Ti3+, Ti2+和氧空位以及导电性的提高.还研究了温度对对乙酰氨基酚和伐昔洛韦光电化学降解的影响,随着温度升高,对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的光电化学降解速率增大.     

纳米多孔二氧化钛电极辅助光电化学降解乙酰氨基酚及伐昔洛韦（英文）

作为一类具有较高生物活性的物质,药物及个人护理品对环境的污染引起人们越来越多的关注.对乙酰氨基酚和伐昔洛韦是两种使用广泛的药物,由于其潜在的对人类健康和生态安全的威胁而逐渐成为研究热点.而电化学辅助光氧化技术因其具备能够高效处理难降解化学品的优点而得到广泛使用.本文合成了纳米多孔二氧化钛电极,研究了电化学还原处理对纳米多孔二氧化钛电极辅助光电化学降解对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的影响.使用扫描电镜和色散谱技术对合成的纳米多孔二氧化钛电极的形态和元素组成进行了表征.循环伏安法、莫特-肖特基曲线、紫外-可见分光光度计和总有机碳分析仪被用来研究对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的光电化学降解过程.结果显示,对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的光化学降解和电化学降解过程非常缓慢,在研究的时间范围内其浓度未见明显变化,因此可以忽略不计.但是对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的光电化学降解速度比较快,与未经处理的纳米多孔二氧化钛电极相比,经过电化学还原处理的电极可以使对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的光电化学降解分别提高86.96%和53.12%.这可能是由于在电化学还原处理过程中生成了Ti(3+),Ti~(2+)和氧空位以及导电性的提高.还研究了温度对对乙酰氨基酚和伐昔洛韦光电化学降解的影响,随着温度升高,对乙酰氨基酚和伐昔洛韦的光电化学降解速率增大.     

金属腐蚀监测的光波导传感方法研究

本文提出一种用于金属腐蚀监测的光波导传感方案 ,用金属膜层局部取代光波导的介质包层 ,构成腐蚀敏感膜 ,从而获取金属腐蚀信息 .依据波导理论选用 72 1比色皿上的石英玻璃作为光波导材料 ,利用电化学方法在波导材料内表面上形成Fe C合金腐蚀敏感膜 ,并用XRD、EDX等对膜层结构进行分析 .在电化学腐蚀膜的同时 ,用光学方法记录光波导输出光功率的变化 ,实验结果表明电化学方法与光学方法获取的腐蚀信息同步 ,证实了所提传感方案可行     

光电化学传感材料的制备及应用进展

光电化学传感材料是光电化学传感器的核心功能材料,其结构性质决定了光电化学传感器的分析性能和应用范围。本文介绍了常用光电化学传感材料的制备方法及应用领域,综述了近年来该领域的研究进展并对光电化学传感材料未来的发展方向进行了展望。     

不同取代基卟啉衍生物敏化纳米TiO2多孔膜电极的光电性质研究

采用含有不同取代基的卟啉衍生物四羟基苯基卟啉(THPP)和四羧基苯基卟啉(TCPP)分别对纳米TiO2多孔膜电极进行敏化.对两种敏化电极进行了UV-Vis光谱、FTIR光谱和X射线光电子能谱(XPS)测试.结果表明,TiO2与TCPP的作用比与THPP的作用强.在相同浸泡条件下,TiO2电极吸附TCPP的量大于吸附THPP的量.将两种敏化电极分别组装成光电化学电池,从正背两个方向照射光电池,研究它们在不同照射方向下的光电流响应.从光电化学电池的I-V曲线计算TCPP敏化的光电化学池的总光电转换效率(η)为0.13%,而THPP敏化的光电化学电池的η为0.06%.     

铜电极在含苯并三唑的硼砂-硼酸缓冲溶液中的光电化学行为研究

用光电化学方法研究了铜电极在含苯并三唑(BTA)的硼砂—硼酸缓冲溶液中的光电化学行为.BTA能使铜电极的光响应由p-型转变为n-型.产生光响应的原因是铜电极表面的Cu_2O膜, 当BTA存在时由于BTA的作用致使电极表面Cu_2O膜中共存着P-型和n-型区域,电位正移和频率增加导致电极显示n-型光响应.     

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.     

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。     

Enhanced Visible‐Light‐Induced Photoelectrocatalytic Degradation of Methyl Orange by CdS Sensitized TiO2 Nanotube Arrays Electrode

In this work, CdS sensitized TiO₂ nanotube arrays (CdS/TiO₂NTs) electrode was synthesized with the CdS deposition on the highly ordered titanium dioxide nanotube arrays (TiO₂NTs) by sequential chemical bath deposition method (S‐CBD). The as‐prepared CdS/TiO₂NTs was characterized by field‐emission scanning electron microscopy (FE‐SEM) and X‐ray diffraction (XRD). The results indicated that the CdS nanoparticles were effectively deposited on the surface of TiO₂NTs. The amperometric I‐t curve on the CdS/TiO₂NTs electrode was also presented. It was found that the photocurrent density was enhanced significantly from 0.5 to 1.85 mA/cm² upon illumination with applied potential of 0.5 V at the central wavelength of 253.7 nm. The photoelectrocatalytic (PEC) activity of the CdS/TiO₂NTs electrode was investigated by degradation of methyl orange (MO) in aqueous solution. Compared with TiO₂NTs electrode, the degradation efficiencies of CdS/TiO₂NTs electrode increased from 78% to 99.2% under UV light in 2 h, and from 14% to 99.2% under visible light in 3 h, which was caused by effective separation of the electrons and holes due to the effect of CdS, hence inhibiting the recombination of electron/hole pairs of TiO₂NTs.     

Enhancement of Solar Hydrogen Evolution from Water by Surface Modification with CdS and TiO2 on Porous CuInS2 Photocathodes Prepared by an Electrodeposition–Sulfurization Method

Porous films of p‐type CuInS₂, prepared by sulfurization of electrodeposited metals, are surface‐modified with thin layers of CdS and TiO₂. This specific porous electrode evolved H₂ from photoelectrochemical water reduction under simulated sunlight. Modification with thin n‐type CdS and TiO₂ layers significantly increased the cathodic photocurrent and onset potential through the formation of a p–n junction on the surface. The modified photocathodes showed a relatively high efficiency and stable H₂ production under the present reaction conditions.     

CdS量子点敏化ZnO纳米棒阵列电极的制备和光电化学性能

采用连续式离子层吸附与反应法制备了CdS量子点敏化的ZnO纳米棒电极.应用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和透射电子显微镜(TEM)对CdS量子点/ZnO纳米棒电极的形貌、晶型和颗粒尺寸进行了分析和表征;采用光电流-电位曲线和光电流谱研究了不同CdS循环沉积次数及不同沉积浓度对复合电极的光电性能影响.结果表明,前驱体浓度都为0.1mol·L-1且沉积15次敏化后的ZnO纳米棒阵列电极光电性能最好.与单纯的ZnO纳米棒阵列电极和单纯的CdS量子点电极相比,其光电转换效率显著提高,单色光光子-电流转换效率(IPCE)在380nm处达到76%.这是因为CdS量子点可以拓宽光的吸收到可见光区,并且在所形成的界面上光生载流子更容易分离.荧光光谱实验进一步说明了光电增强的原因是,两者间形成的界面中表面态大大减少,有利于减少光生电子和空穴的复合.     

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。     

Efficient charge injection from the S2 photoexcited state of special-pair mimic porphyrin assemblies anchored on a titanium-modified ITO anode

A novel surface fabrication methodology has been accomplished, aimed at efficient anodic photocurrent generation by a photoexcited porphyrin on an ITO (indium-tin oxide) electrode. The ITO electrode was submitted to a surface sol-gel process with titanium n-butoxide in order to deposit a titanium monolayer. Subsequently, porphyrins were assembled as monolayers on the titanium-treated ITO surface via phosphonate, isophthalate, and thiolate groups. Slipped-cofacial porphyrin dimers, the so-called artificial special pair at the photoreaction center, were organized through imidazolyl-to-zinc complementary coordination of imidazolylporphyrinatozinc(II) units, which were covalently immobilized by ring-closing olefin metathesis of allyl side chains. The modified surfaces were analyzed by means of X-ray photoelectron spectroscopy. Photoirradiation of the porphyrin dimer generated a large anodic photocurrent in aqueous electrolyte solution containing hydroquinone as an electron sacrificer, due to the small reorganization energy of the dimer. The use of different linker groups led to significant differences in the efficiencies of anodic photocurrent generation. The apparent flat-band potentials evaluated from the photocurrent properties at various pH values and under biased conditions imply that the band structure of the ITO electrode is modified by the anchoring species. The quantum yield for the anodic photocurrent generation by photoexcitation at the Soret band is increased to 15 %, a surprisingly high value without a redox cascade structure on the ITO electrode surface, while excitation at the Q band is not so significant. Extensive exploration of the photocurrent properties has revealed that hot injection of the photoexcited electron from the S2 level into the conduction band of the ITO electrode takes place before internal conversion to the S1* state, through the strong electronic communication of the phosphonyl anchor with the sol-gel-modified ITO surface.     

五甲川菁染料敏化p-NiO纳米结构电极的光电化学

研究了NiO纳米结构电极及五甲川菁染料敏化NiO纳米结构电极的光电化学行为。结果表明,NiO纳米结构电极在光照下产生阴极光电流,为p-型半导体,其禁带宽度为2.8eV,使用五甲川菁染料敏化可以显著地提高NiO纳米结构电极的阴极光电流,使NiO纳米结构电极吸收波长红移至可见光区,光电转换效率得到明显改善。研究了OTE/TiO~2/Ru(bpy)~2(SCN)~2和OTE/NiO/PMC作为光阳极和光阴极组成电池的电池特性,结果表明复合电池的光电压提高,但光电流的大小受光电流小的电极限制。     

Modification of TiO2 Microporous Electrode with Chemical Bath Deposited Quantum-Size CdSe Particles

The transparent titanium dioxide (TiO₂) electrodes have been modified with cadmium selenite (CdSe) particles by means of chemical deposition method. The sensitization of TiO₂ electrode with CdSe particles extends both the optical absorption spectrum and photocurrent action spectrum into the visible region. Furthermore, compared with CdSe bulk materials, a blue shift up to 0.24 eV in both absorption spectrum and photocurrent action spectrum of CdSe/TiO₂ electrode was observed and explained in terms of quantum-size effect.     

基于纳米CdS对尿酸的光催化氧化和铜(Ⅱ)配合物对氧的电催化还原的燃料电池性能

以纳米硫化镉薄膜修饰的铟锡氧化物电极(CdS/ITO)作光阳极, 铜(Ⅱ)配合物[Cu(phen)(L-Trp)·(H₂O)]⁺(phen=1,10-菲啰啉, L-Trp=L-色氨酸)修饰单壁碳纳米管(SWCNTs)电极作阴极, 构建了光催化尿酸(UA)燃料电池, 并研究了其性能及热处理温度的影响. 结果表明, 在40 ℃以下获得的纳米CdS修饰电极在320~550 nm波长区间显现明显的吸收和光伏响应, 在可见光辐射下能光催化氧化UA; 较高温度的热处理(200~300 ℃)却降低了纳米CdS对UA的光催化氧化活性. [Cu(phen)(L-Trp)(H₂O)]⁺/SWCNTs电极在-0.131 V电位下呈现一对准可逆的氧化还原峰, 并能电催化还原O₂和H₂O₂. 此外, 基于UA在CdS/ITO电极上的光催化氧化及O₂在[Cu(phen)(L-Trp)(H₂O)]⁺/SWCNTs电极上的电催化还原, 组装了UA(0.2 mmol/L)燃料电池, 其在可见光照射(0.18 mW/cm²)下产生0.52 V开路电压, 13.08 μA/cm²短路光电流, 在0.41 V下呈现的最大功率密度为4.10 μW/cm².     

聚3-氯噻吩修饰CdSe纳米棒复合膜电极光电化学性能研究

采用水热法制备了具有闪锌矿和纤维锌矿结构的CdSe纳米棒. 纳米棒直径约为100 nm, 长度约为300 nm. 当外加电极电势为-0.6 V 时, 经聚3-氯噻吩[Poly(3-chlorothiophene), P3CT]修饰的CdSe纳米棒具有最大光电流, 并且CdSe/P3CT复合膜电极最高光电转换效率(IPCE)为13.5%, 低于CdSe纳米棒膜电极17.7%的最高IPCE. CdSe/P3CT复合膜电极中存在p-n异质结, p-n异质结的存在使得CdSe/P3CT复合膜电极在长波区(>410 nm)的IPCE整体高于CdSe纳米棒薄膜电极的IPCE.