資源描述：
《TiO2納米管的摻雜改性及光電性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、碩士學位論文TiO2納米管的摻雜改性及光電性能研究STUDYONDOPINGANDMODIFICATIONOFTITANIUMDIOXIDENANOTUBESANDTHEIRPHOTOELECTRICPERFORMANCE王坤哈爾濱工業(yè)大學2017年12月國內圖書分類號：TB34學校代碼：10213國際圖書分類號：620密級：公開工學碩士學位論文TiO2納米管的摻雜改性及光電性能研究碩士研究生：王坤導師：宋申華教授申請學位：工學碩士學科：材料學所在單位：深圳研究生院答辯日期：2017年12月授予學位單位：哈爾濱工業(yè)大學ClassifiedIndex:TB34U.D
2、.C:620AdissertationsubmittedinpartialfulfillmentoftherequirementsfortheacademicdegreeofMasterofEngineeringSTUDYONDOPINGANDMODIFICATIONOFTITANIUMDIOXIDENANOTUBESANDTHEIRPHOTOELECTRICPERFORMANCECandidate：WangKunSupervisor：Prof.SongShenhuaAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeci
3、ality：MaterialsScienceAffiliation：ShenzhenGraduateSchoolDateofDefence：December,2017Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology摘要摘要染料敏化太陽能電池（DSSC）因其具有用料成本低廉、制造流程簡單、光電轉化效率相對較高等優(yōu)點，近年來，成為研究的熱點。二氧化鈦作為其光陽極材料有很多優(yōu)勢，但二氧化鈦過大的禁帶寬度和較窄的波長吸收范圍，還是為該技術的發(fā)展帶來了很大的局限性。因此對二氧化鈦進行適當?shù)膿诫s和改性，拓寬其光
4、吸收范圍，有效提高其對太陽光的利用率非常重要。本文使用純度99.99%的鈦片以及銅鈦合金通過電化學陽極氧化法制備二氧化鈦納米管以及銅摻雜二氧化鈦納米管，通過磁控濺射沉積少量純鈦或氧化亞銅的方法，改善其潤濕性。本文選用甲基橙溶液進行二氧化鈦納米管的光催化實驗，測試其光催化降解效率，并且通過光電流實驗，測試了不同改性方案的納米管光電流響應情況。研究了不同的退火時間、退火溫度以及退火氣氛對制備納米管的影響。并測試不同退火條件下制備的納米管光催化效率和光電流大小。利用掃描電子顯微鏡（SEM）、X射線衍射儀（XRD）、X射線光電子能譜（XPS）、紫外可見分光光度計、接觸角測
5、試等手段對制備的納米管進行了表征。結果表明，最佳的退火時間為2h、退火溫度500℃；最佳退火氣氛為氬氣，在氨氣和氮氣中退火，會極大的降低納米管的光催化效率和光電流大??；使用銅鈦合金制備的納米管潤濕性極差，所測得的光催化效率和光電流大小很不理想，通過磁控濺射沉積純鈦的方法（采用濺射后陽極氧化和陽極氧化后濺射退火兩種方法）對其進行潤濕性改進，能極大的提高其光催化效率，在氙燈照射30min后，對甲基橙溶液降解率達到了60.10%，而純鈦片制得的納米管樣品只有4.14%，光電流相對未處理的純鈦和銅鈦合金有了一定的提升。采用直流磁控濺射，探究氧化亞銅生成的最佳條件，結果表明
6、在直流濺射功率為76W，濺射壓強1.3Pa，濺射氣體比例22:1（Ar:O2）時可以制備出純氧化亞銅。通過在銅摻雜二氧化鈦納米管上濺射氧化亞銅，可以在拓寬其光吸收范圍的前提下一定程度改善潤濕性，通過光催化降解甲基橙實驗，發(fā)現(xiàn)其在氙燈照射30min后，降解率達到了44.13%，相比未處理的銅摻雜二氧化鈦納米管在氙燈照射30min后降解率為13.87%有了極大的提升。關鍵詞：二氧化鈦納米管；摻雜；磁控濺射；接觸角；光電流；光催化IAbstractAbstractWithuniquecombinationofeasyprocessing,lowmanufacturing
7、cost,andhighpowerconversionefficiency,thedye-sensitizedsolarcells(DSSC)haveattractedintensivescientificinterestsinrecentyears.TitaniumdioxidesmayworkastheopticalanodematerialsfortheDSSC,buttheirbandgapsaretoowidetoeffectivelyabsorbthemostpartofsunlightwhichlimitsthedevelopmentofthiste
8、chnol
