p-Cu2O/n-TiO2纳米管复合电极的制备及其光电性能

摘要：

采用二次阳极氧化法制备结构规整的TiO2纳米管阵列,进一步采用恒电流电化学沉积Cu2O制备纳米管阵列异质结复合电极Cu2O/TiO2.采用扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱(UV-vis DRS)等对样品进行表征.SEM结果表明TiO2纳米管垂直排列在基底Ti上,管径约为50 nm,管长约为1μm左右,Cu2O以颗粒状均匀地沉积在TiO2纳米管阵列上;XRD结果表明TiO2为锐钛矿晶型,而沉积的Cu2O为立方型;XPS结果表明Cu2O/TiO2中Cu和Ti分别以Cu1和Ti2的形式存在;UV-vis DRS结果表明沉积Cu2O的电极材料的吸光范围由紫外区扩展到紫外-可见区.光电性能测试结果表明:制备的Cu2O/TiO2复合电极具有良好的光电分解水的活性,其光电流密度是TiO2电极的2倍以上.Cu2O沉积量为5.18×10-7 mol时,Cu2O/TiO2的光转化效率可达0.41％ (0.735 Vvs.RHE).采用焙烧方法改善Cu2O/TiO2电极性能,在373 K下空气中焙烧0.5h,电极的光转化效率可达0.65％(0.759 Vvs.RHE).最后考察了CT-0.1-373和CT-0.1电极的稳定性,经连续100次线性伏安(LSV)扫描,CT-0.1-373的光转化效率为0.64％(0.762 Vvs.RHE),而未经焙烧处理的CT-0.1电极,经100次LSV扫描光转化效率值降低至0.38％(0.767 Vvs.RHE),结果表明低温焙烧处理不仅可显著提高Cu2O/TiO2复合电极的光电活性,也可改善其稳定性.

关键词：TiO2纳米管阵列、Cu2O/TiO2异质结复合电极、焙烧、光电性能

所属期刊栏目：34

分类号：O649.4;O646.541(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：国家自然科学基金21206117

在线出版日期：2017-10-11（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共8页

页码：11-18