碳掺杂TiO₂纳米管电极的简易制备及其光电化学性能

来源期刊：无机材料学报2015年第6期

论文作者：赵鹏 李忠 崔晓莉

文章页码：599 - 604

关键词：TiO2;阳极氧化;C掺杂;光电化学;

摘    要：通过阳极氧化方法制备了TiO2纳米管薄膜,在Na HCO3存在下对该薄膜进行热处理得到碳掺杂TiO2（C-TiO2）纳米管薄膜,通过X射线衍射仪（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）、X射线光电子能谱（XPS）、紫外-可见漫反射光谱、电化学阻抗谱（EIS）和Mott-Schottky等方法对得到的薄膜进行表征。XRD结果表明C-TiO2纳米管薄膜中的TiO2主要为锐钛矿晶型;SEM结果显示薄膜存在纳米管结构;XPS分析表明C-TiO2纳米管薄膜中的C以替代型掺杂形式进入到TiO2晶格中;光电化学性能测试显示,相对于TiO2纳米薄膜,C-TiO2阻抗减小,平带电位由–0.28 V负移至–0.38 V,具有更好的紫外–可见光和可见光响应,紫外–可见光下的光电流是未掺杂的1.7倍。利用阳极氧化的Ti丝作为光阳极和Pt丝作为对电极组装了染料敏化太阳能电池并进行了性能测试,结果表明,经过碳掺杂的Ti/TiO2丝为光阳极电池的短路电流密度和电池效率分别达到0.17 m A/cm2和3.8%,较未掺杂的Ti/TiO2丝为光阳极的电池的短路电流密度和电池效率均增大,表明适量的碳掺杂有利于提高电池效率。