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N、Pt共掺杂三维海胆型TiO2制备及光电性能研究

【作者】李荡 李远勋 张杨 常飞

【关键词】 水热法; N、Pt共掺杂; 海胆型TiO2; 光电性能;

摘要采用水热法制备了N、Pt共掺杂三维海胆型TiO2材料,通过X射线衍射(XRD)、X射线光电子能谱(XPS)、扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱对材料进行表征分析,同时采用电化学方法对其进行光电转化性能测试.结果表明,N取代TiO2中O晶格结点的位置,Pt取代Ti晶格结点,成功地掺杂至TiO2晶格中. N、Pt的掺杂不仅有利于TiO2从金红石相向锐钛矿相转变,而且对其晶体的生长也起了抑制的作用. N、Pt共掺杂的TiO2是由具有共同中心的纳米棒组装而成的三维海胆球形结构,球的尺寸分布较窄,直径约为1~2μm,组装纳米棒的直径约为7~8 nm,长度约为100~150 nm.当掺杂摩尔比为5∶5时,样品在紫外和可见光的吸收达到最高,UV-Vis吸收边红移将近100 nm.从光电转换图和线性扫描伏安曲线可以看出,在比表面积、带隙宽度、晶型、载流子数量及元素间协同作用下,掺杂摩尔比为5∶5样品的光电转化效率高达22.4%,为纯海胆型TiO2的4.48倍.所有试剂均为分析纯. 

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