雙稀土摻雜TiO2 納米管陣列的制備及其光電催化性能.pdf

《雙稀土摻雜TiO2 納米管陣列的制備及其光電催化性能.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學術(shù)論文-天天文庫。

1、中國科技論文在線http://www.paper.edu.cn雙稀土摻雜TiO2納米管陣列的制備及其#光電催化性能111121**尹云超，薛鵬，萬俊，劉恩周，胡曉云，樊君5（1.西北大學化工學院，西安，710069；2.西北大學物理學院，西安，710069）摘要：通過兩步陽極氧化法分別制備了TiO2納米管陣列（TiO2NTs）、稀土元素Gd和Ce共摻雜TiO2納米管陣列（Gd/Ce-TiO2NTs）以及稀土元素Gd和Tm共摻雜TiO2納米管陣列（Gd/Tm-TiO2NTs）。表征了所制備樣品的形貌、結(jié)晶性和光吸收能力等。相比于未摻10

2、雜的TiO2NTs，Gd/Ce-TiO2NTs和Gd/Tm-TiO2NTs表現(xiàn)出更好的紫外-可見光吸收，這歸因于稀土元素的摻雜形成了雜質(zhì)能級。Gd/Tm-TiO2NTs表現(xiàn)出更高的光電流密度。另外，相比于TiO2NTs和Gd/Ce-TiO2NTs，Gd/Tm-TiO2NTs顯示出更低的熒光強度，這表明了其光生載流子的復(fù)合率最低。同時，相比于TiO2NTs和Gd/Ce-TiO2NTs，Gd/Tm-TiO2NTs也表現(xiàn)出最高的光電催化性能。這歸因于由于Gd和Tm的共摻雜TiO2NTs形成了雜質(zhì)能級15協(xié)同使樣品的光吸收增強,同時使光生載流

3、子的分離率提高。關(guān)鍵詞：TiO2NTs；共摻雜；雜質(zhì)能級；陽極氧化法中圖分類號：O643Fabricationofco-dopedTiO2nanotubearrayswith20enhancedphotoelectrocatalyticactivities111121YINYunchao,XUEPeng,WANJun,LIUEnzhou,HUXiaoyun,FANJun(1.SchoolofChemicalEngineering,NorthwestUniversity,Xi'an710069,PRChina;2.Schoolofphy

4、sics,NorthwestUniversity,Xi'an710069,PRChina)Abstract:HighlyorderedTiO2nanotubearrays(TiO2NTs),Gd/CeandGd/Tmco-dopedTiO2nanotube25arrays(Gd/Ce-TiO2NTsandGd/Tm-TiO2NTs)weresynthesizedthroughatwo-stepanodizationmethod.Themorphology,crystallinityandlightabsorptioncapabilit

5、yofas-obtainedsamplesweredistinguishedbasedonvariouscharacterizations.Gd/Ce-TiO2NTsandGd/Tm-TiO2NTsexhibitedexcellentlightabsorptionwhichiscausedbytheformationofimpurityenergystatesnearboththebandedges.AndtheGd/Tm-TiO2NTsexhibitedthehighestcurrentdensitythanthatofthepur

6、eTiO2NTs30andGd/Ce-TiO2NTs.Besides,thePLintensityofGd/Tm-TiO2NTswaslowestthanthatofTiO2NTsandGd/Ce-TiO2NTs,revealingadecreaseinchargecarrierrecombination.ThephotoelectrocatalyticactivitiesoftheGd/Tm-TiO2NTshavebeensignificantlyenhancedcomparedtothatofun-dopedTiO2NTsandG

7、d/Ce-TiO2NTs,whichisascribedtotheimpurityenergystatesactingasthetrappingsitesforboththephoto-generatedchargestoreducetherecombinationprocess.35Keywords:TiO2NTs;co-doped;impurityenergystates;anodizationmethod0引言[1,2]目前，光電催化因具有更好的催化性能而受到廣泛關(guān)注。二氧化鈦（TiO2）具有活[3]40性高、熱穩(wěn)定性好以及優(yōu)良

8、的光電催化性能而常被用作光電催化的半導(dǎo)體材料。2001年，[4]Grimes研究組首次采用陽極氧化法成功制備出分布均勻、整齊有序的TiO2納米管陣列（TiO2NTs）。因其納米管狀結(jié)構(gòu)所具有的獨特物理化學性能而備受關(guān)注。