《中国科学院感光化学研究所博士后研究工作报告 光致界面过程研究中的新材料与新技术-表面光电压谱仪和光谱电化学分析仪在光催化、光电转换领域的应用》

第一章 纳米材料光电化学研究概述1

1.1 纳米材料的研究1

1.1.1 纳米材料的结构和分类1

1.1.2 无机纳米材料的制备2

1.1.3 纳米材料的特性2

1.2 TiO2光催化降解水中污染物的研究3

1.2.1 TiO2纳米粒子的催化剂3

1.2.2 TiO2纳米粒子的表面修饰4

1.2.3 TiO2光催化机理5

1.3 纳米材料光电转换特性--在光电化学太阳能电池中的应用9

1.3.1 光电化学太阳能电池的研究进展9

1.3.2 纳米薄膜半导体电极10

1.3.3 纳米薄膜半导体材料/溶液界面结构10

1.3.4 敏化的纳米薄膜半导体电极-PEC结构13

1.3.5 PEC工作原理14

1.4 表面光电压谱仪和光谱电化学分析仪在光电化学中的应用16

1.4.1 表面光电压基本原理16

1.4.2 亚带隙相关的表面光电压响应17

1.4.3 外加电场对表面光电压响应的影响18

1.4.4 光谱电化学分析仪的工作原理18

1.4.5 表面光电压谱仪和光谱电化学分析仪在光电化学中的应用19

1.5 本报告的研究目的和研究内容19

参考文献20

第二章 TiO2纳米粒子膜光催化降解水中污染物的研究23

2.1 TiO2纳米粒子膜催化剂的制备23

2.1.1 试剂与仪器23

2.1.2 TiC14水解法24

2.1.3 等离子体化学气相沉积法24

2.1.4 物性表征25

2.2 TiO2纳米粒子膜光催化反应25

2.2.1 光催化反应25

2.2.2 分析测定方法26

2.3 TiO2纳米粒子膜的表面性质对光催化活性影响27

2.3.1 TiO2纳米粒子膜表面微结构27

2.3.2 TiO2纳米粒子膜光催化活性和机理分析31

2.4 Sn4+掺杂的TiO2纳米颗粒膜对光催化活性的影响32

2.4.1 TiO2-Sn纳米粒子膜的表面微结构32

2.4.2 TiO2-Sn膜光催化降解苯酚的结果35

2.5 TiO2/SnO2纳米粒子复合膜光催化活性的研究36

2.5.1 膜催化剂的表面微结构36

2.5.2 膜催化剂的光催化活性38

2.6 结论39

参考文献39

第三章 表面修饰TiO2和n-Si(100)薄膜电极的光电化学特性41

3.1 薄膜电极的制备及表征41

3.1.1 薄膜电极的制备41

3.1.2 物性测试42

3.2 PECT-EB TiO2纳米薄膜电极性质的研究43

3.2.1 PECT-EB分子光谱性质和能级结构43

3.2.2 TiO2纳米薄膜电极SPS谱45

3.3 TiO/ITO纳米薄膜电极光电化学特性46

3.3.1 TiO2/ITO电极的伏安特性46

3.3.2 TiO2/ITO电极的光电流作用谱47

3.3.3 TiO2/ITO电极的瞬态光电流特性48

3.4 PECT-EB/TiO2/ITO纳米薄膜电极光电化学特性51

3.4.1 PECT-EB/TiO2/ITO薄膜电极的伏安特性51

3.4.2 PECT-EB/TiO2/ITO薄膜电极的光电流作用谱52

3.4.3 PECT-EB/TiO2/ITO薄膜电极的瞬态光电流特性52

3.4.4 PECT-EB/TiO2/ITO薄膜电极的光电流产生机理53

3.5 PECT-EB/n-Si(100)薄膜电极光电化学特性54

3.5.1 n-Si(100)和PECT-EB/n-Si(100)薄膜电极的光电流作用谱54

3.5.2 n-Si(100)和PECT-EB/n-Si(100)薄膜电极的瞬态光电流特性56

3.5.3 几种表面修饰n-Si(100)薄膜电极的瞬态光电流特性59

3.6 结论60

参考文献60

致谢62

博士后期间发表的论文和重要科研成果63

个人简历65