摘 要:通過溶膠凝膠法在導電玻璃基底上制備了二氧化鈦薄膜電極,通過SEM、EDX和光電流分別對樣品的形貌、晶型進行了表征。結果表明基底上均勻地覆蓋著二氧化鈦薄膜;在提拉三次、煅燒溫度為500℃條件下,二氧化鈦電極光響應能力最好。
關鍵詞:溶膠凝膠法;TiO2;光電流密度;光電極
近年來,常用的光催化陽極材料包括TiO2、ZnO等。TiO2因其對大自然無毒害作用、廉價等優(yōu)點,成為目前的研究熱點。二氧化鈦具有較高的光催化性、特殊的光電性能、較強的光電轉化效率。TiO2薄膜電極能在光解水制氫和光催化降解污染物等方面得到應用,因而受到了人們的廣泛關注。
1 試驗材料和方法
1.1 試驗材料與主要試劑
ITO導電玻璃(深圳晶偉特公司售);氨水(NH3·H2O,AR);30%過氧化氫(H2O2,AR);無水乙醇(C2H6O,AR);乙二胺四乙酸二鈉(Na2EDTA,AR);鈦酸四丁酯(AR);二乙醇胺(AR)。
1.2 實驗步驟
1.2.1 二氧化鈦薄膜電極的制備
二氧化鈦溶膠凝膠前驅體的制備:室溫下將20ml化學純的鈦酸四丁酯滴加到160ml的無水乙醇中,在攪拌下滴加3ml的二乙醇胺。將配好的混合液置于陰暗處,靜置一周,即可得到二氧化鈦溶膠凝膠前驅體。
ITO玻璃的清洗,將清洗好的ITO玻璃,在二氧化鈦溶膠進行緩慢提拉(提拉次數(shù)分別為1,2,3,4),待晾干后將其放在馬弗爐中進行煅燒(煅燒溫度分別為450℃、500℃、530℃)。熱處理2h,升溫程序為3℃·min-1。
1.2.2 表征分析方法
表征方法:二氧化鈦薄膜電極的表面形態(tài)通過掃描電鏡(SEM,場發(fā)射)進行觀察(JSM-6700F,JEOL,Japan);其晶型結構通過XRD(X射線衍射儀)進行觀察。
2 結果與討論
2.1 二氧化鈦光電流分析
圖1分別是在氙燈的照射下偏壓為0V,以飽和甘汞電極為參比電極,以鉑絲為陰極的情況下不同提拉次數(shù)、不同煅燒溫度二氧化鈦薄膜電極的光電流密度響應圖。由圖1可以看出提拉次數(shù)為3次、煅燒溫度為500℃薄膜電極的光電流最強。
2.2 二氧化鈦膜電極表征分析
圖2為ITO導電玻璃和二氧化鈦薄膜的XRD結果。XRD的結果反映了物質的晶型,其結果顯示,在ITO玻璃基底的二氧化鈦薄膜主要為銳鈦礦晶型。
3 結束語
在ITO導電玻璃基底上,制備了新型光催化劑二氧化鈦薄膜電極。在導電玻璃基底上均勻的覆蓋著二氧化鈦薄膜。
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作者簡介:劉云(1992-),女,漢族,河北省衡水市,碩士,主要從事能源與環(huán)境方面工作。
*通訊作者:劉會芳