物理化学学报
物理化學學報
물이화학학보
ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA
2013年
9期
1954-1960
,共7页
上官鹏鹏%童少平%李海丽%冷文华
上官鵬鵬%童少平%李海麗%冷文華
상관붕붕%동소평%리해려%랭문화
α-Fe2O3%掺钛α-Fe2O3%光电化学氧化水%电位分布%电化学阻抗谱%光电化学
α-Fe2O3%摻鈦α-Fe2O3%光電化學氧化水%電位分佈%電化學阻抗譜%光電化學
α-Fe2O3%참태α-Fe2O3%광전화학양화수%전위분포%전화학조항보%광전화학
α-Fe2O3%Ti-doped α-Fe2O3%Photoelectrochemical oxidation of water%Potential distribution%Electrochemical impedance spectroscopy%Photoelectrochemistry
外加一定的阳极电位可提高未掺杂的α-Fe2O3和Ti掺杂的α-Fe2O3(Ti-Fe2O3)电极的光电流或光电化学氧化水的速率,但文献中通常假定电位全部降落在半导体固体一侧(带边钉扎),其对界面电荷转移速率常数的影响鲜见报道.本文应用电化学阻抗谱研究了外加电位对这两种电极光电化学氧化水时界面电荷转移速率常数的影响.结果表明:随着外加阳极电位增大,两种电极的界面电荷转移速率常数均增大,但速率常数增幅比理论预期的要小,表明电位并不是全部降落在电极的亥姆霍兹层,而是同时降落在空间电荷层和亥姆霍兹层(费米能级钉扎).表面态电容测量结果表明光生电荷可在表面态中积累,导致了电位在电极界面重新分布并提高了界面电荷转移速率常数.相同电位下,光强越强,光生空穴在表面态积累越多,降落在亥姆霍兹层中的电位增加,电荷转移速率常数也更大.与α-Fe2O3相比,外加阳极电位对Ti-Fe2O3的界面转移速率常数提高更为明显.
外加一定的暘極電位可提高未摻雜的α-Fe2O3和Ti摻雜的α-Fe2O3(Ti-Fe2O3)電極的光電流或光電化學氧化水的速率,但文獻中通常假定電位全部降落在半導體固體一側(帶邊釘扎),其對界麵電荷轉移速率常數的影響鮮見報道.本文應用電化學阻抗譜研究瞭外加電位對這兩種電極光電化學氧化水時界麵電荷轉移速率常數的影響.結果錶明:隨著外加暘極電位增大,兩種電極的界麵電荷轉移速率常數均增大,但速率常數增幅比理論預期的要小,錶明電位併不是全部降落在電極的亥姆霍玆層,而是同時降落在空間電荷層和亥姆霍玆層(費米能級釘扎).錶麵態電容測量結果錶明光生電荷可在錶麵態中積纍,導緻瞭電位在電極界麵重新分佈併提高瞭界麵電荷轉移速率常數.相同電位下,光彊越彊,光生空穴在錶麵態積纍越多,降落在亥姆霍玆層中的電位增加,電荷轉移速率常數也更大.與α-Fe2O3相比,外加暘極電位對Ti-Fe2O3的界麵轉移速率常數提高更為明顯.
외가일정적양겁전위가제고미참잡적α-Fe2O3화Ti참잡적α-Fe2O3(Ti-Fe2O3)전겁적광전류혹광전화학양화수적속솔,단문헌중통상가정전위전부강락재반도체고체일측(대변정찰),기대계면전하전이속솔상수적영향선견보도.본문응용전화학조항보연구료외가전위대저량충전겁광전화학양화수시계면전하전이속솔상수적영향.결과표명:수착외가양겁전위증대,량충전겁적계면전하전이속솔상수균증대,단속솔상수증폭비이론예기적요소,표명전위병불시전부강락재전겁적해모곽자층,이시동시강락재공간전하층화해모곽자층(비미능급정찰).표면태전용측량결과표명광생전하가재표면태중적루,도치료전위재전겁계면중신분포병제고료계면전하전이속솔상수.상동전위하,광강월강,광생공혈재표면태적루월다,강락재해모곽자층중적전위증가,전하전이속솔상수야경대.여α-Fe2O3상비,외가양겁전위대Ti-Fe2O3적계면전이속솔상수제고경위명현.
