cdte敏化tio2纳米管阵列的制备及光电性能研究

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1、CdTe敏化TiO2纳米管阵列的制备及光电性能研究SynthesisandPhotoelectrochemicalPropertiesofCdTeNanoparticle-SensitizedTiO2NanotubeArrays学科专业：化学工程研究生：刘晶指导教师：张卫国副教授企业导师：刘振江高级工程师天津大学化工学院二零一七年五月万方数据独创性声明本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特别加以标注和致谢之处外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果

2、，也不包含为获得天津大学或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。学位论文作者签名：签字日期：年月日学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解天津大学有关保留、使用学位论文的规定。特授权天津大学可以将学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，并采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编以供查阅和借阅。同意学校向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘。（保密的学位论文在解密后适用本授权说明）学位论文作者签名：导师签名

3、：签字日期：年月日签字日期：年月日万方数据中文摘要采用三电极体系，以阳极氧化铝（AAO）模板为工作电极，恒电位沉积制备CdTe纳米管、纳米线，通过原位模板法制备TiO2纳米管阵列，在此基础上，电沉积制备了CdTe/TiO2纳米材料。通过SEM、TEM、EDS、XRD、XPS等对样品的形貌、晶型结构、元素组成等进行研究分析，借助紫外-可见吸收光谱等对材料的光响应性能和光催化活性进行测试。在AAO模板中，以Cd(Ac)2∙2H2O为镉源，以TeO2为碲源配制碱性电解质溶液，室温下恒电位沉积CdTe纳米材料

4、，沉积电位为-1.1V。控制沉积电量不同制备出尺寸均匀的CdTe纳米管和纳米线，外径约100nm。测试结果表明，制备的CdTe纳米材料为闪锌矿结构，属于p型半导体，禁带宽度为1.55eV。同等条件下，CdTe纳米管的降解效率高于纳米线。以AAO模板为载体，液相沉积法制备TiO2纳米管阵列，以TiO2/Au电极为工作电极，沉积制备CdTe/TiO2纳米材料。结果表明，交替电沉积法制备的样品中，CdTe纳米颗粒沉积进入TiO2纳米管内，有效形成p-n结，表现出更优异的光电性能。交替电沉积法制备的样品测试结

5、果表明，CdTe/TiO2纳米材料由闪锌矿型CdTe和锐钛矿型TiO2组成。CdTe均匀沉积于TiO2纳米管管内外，无管口阻塞现象。CdTe/TiO2纳米管阵列的禁带宽度为2.2eV，光吸收范围拓展至可见光区且光吸收明显增强。与敏化前的TiO2纳米管相比，CdTe/TiO2纳米材料的光致发光强度明显降低，光生电子的迁移效率提高。随着光照时间的增长，催化剂的降解率逐渐提高。降解效率依次为：CdTe/TiO2﹥TiO2﹥P25。制备材料的光催化降解过程均符合一级反应动力学。CdTe/TiO2纳米材料的反应

6、速率常数为0.28816-1h，明显优于制备的其他材料。光电性能测试结果表明，与单一TiO2纳米管相比，CdTe/TiO2纳米材料的光电流明显提高，表现出更好的光电性能。关键词：CdTe/TiO2，半导体，光催化，复合材料，电沉积I万方数据ABSTRACTInthispaper,aconventionalthree-electrodepotentiostaticsystemwasusedforcathodicdepositionofCdTenanotubeandnanowire.CdTenanopar

7、ticle-sensitizedTiO2nanotubearrays(CdTe/TiO2NTAs)werepreparedbycombiningthesol-gelmethodwiththeelectrodepositionmethodbytheaidofanodicaluminumoxide(AAO)template.Themorphology,structureandcompositionofthematerialswerecharacterizedbyscanningelectronmicros

8、copy(SEM),transmissionelectronmicroscopy(TEM),energydispersiveX-rayspectroscopy(EDS)andX-raydiffraction(XRD).ThephotoresponseandphotocatalyticactivityofthematerialswereinvestigatedbyUV-visabsorptionspectroscopy.Thealkalinemediumc