物理化学学报
物理化學學報
물이화학학보
ACTA PHYSICO-CHIMICA SINICA
2014年
10期
1867-1875
,共9页
姜春香%胡玉祥%董雯%郑分刚%苏晓东%方亮%沈明荣
薑春香%鬍玉祥%董雯%鄭分剛%囌曉東%方亮%瀋明榮
강춘향%호옥상%동문%정분강%소효동%방량%침명영
氧化亚铜%铜%电化学沉积%光电化学性质%二氧化钛薄膜
氧化亞銅%銅%電化學沉積%光電化學性質%二氧化鈦薄膜
양화아동%동%전화학침적%광전화학성질%이양화태박막
Cuprous oxide%Copper%Electrochemical deposition%Photoelectrochemical property%Titatium oxide film
基于TiO2/Ti电极在含Cu2+溶液中的循环伏安图,调节电沉积的沉积电压,我们在TiO2平整表面制备出Cu2O和/或Cu颗粒.通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)表征,发现Cu2O和Cu有不同的生长机制:Cu2O颗粒在TiO2表面分散结晶,而Cu颗粒是在已生长的颗粒上成核,从而形成堆积颗粒结构.这是由于在Cu2O/TiO2界面和Cu/TiO2界面形成不同的能带结构,使得电子的转移方式不同.与纯TiO2光阳极比较,可以观察到Cu2O/TiO2和Cu/TiO2异质结构的光电流均有显著增强.特别地,存在一个电压区间使得Cu2O和Cu同时生长在TiO2表面,此时对应的光电流比较稳定并且能达到最大.紫外-可见(UV-Vis)漫反射光谱、电化学阻抗谱(EIS)和光电流—电压特性曲线均显示,Cu2O和Cu明显有助于光的可见光吸收,同时Cu/TiO2在光电转换过程中显示更宽波段的可见光利用率.此外,开路电压的增加、有效的电荷分离和电极/电解质界面上载流子的快速迁移也增强了材料的光电化学性质.
基于TiO2/Ti電極在含Cu2+溶液中的循環伏安圖,調節電沉積的沉積電壓,我們在TiO2平整錶麵製備齣Cu2O和/或Cu顆粒.通過掃描電鏡(SEM)、X射線衍射(XRD)和X射線光電子能譜(XPS)錶徵,髮現Cu2O和Cu有不同的生長機製:Cu2O顆粒在TiO2錶麵分散結晶,而Cu顆粒是在已生長的顆粒上成覈,從而形成堆積顆粒結構.這是由于在Cu2O/TiO2界麵和Cu/TiO2界麵形成不同的能帶結構,使得電子的轉移方式不同.與純TiO2光暘極比較,可以觀察到Cu2O/TiO2和Cu/TiO2異質結構的光電流均有顯著增彊.特彆地,存在一箇電壓區間使得Cu2O和Cu同時生長在TiO2錶麵,此時對應的光電流比較穩定併且能達到最大.紫外-可見(UV-Vis)漫反射光譜、電化學阻抗譜(EIS)和光電流—電壓特性麯線均顯示,Cu2O和Cu明顯有助于光的可見光吸收,同時Cu/TiO2在光電轉換過程中顯示更寬波段的可見光利用率.此外,開路電壓的增加、有效的電荷分離和電極/電解質界麵上載流子的快速遷移也增彊瞭材料的光電化學性質.
기우TiO2/Ti전겁재함Cu2+용액중적순배복안도,조절전침적적침적전압,아문재TiO2평정표면제비출Cu2O화/혹Cu과립.통과소묘전경(SEM)、X사선연사(XRD)화X사선광전자능보(XPS)표정,발현Cu2O화Cu유불동적생장궤제:Cu2O과립재TiO2표면분산결정,이Cu과립시재이생장적과립상성핵,종이형성퇴적과립결구.저시유우재Cu2O/TiO2계면화Cu/TiO2계면형성불동적능대결구,사득전자적전이방식불동.여순TiO2광양겁비교,가이관찰도Cu2O/TiO2화Cu/TiO2이질결구적광전류균유현저증강.특별지,존재일개전압구간사득Cu2O화Cu동시생장재TiO2표면,차시대응적광전류비교은정병차능체도최대.자외-가견(UV-Vis)만반사광보、전화학조항보(EIS)화광전류—전압특성곡선균현시,Cu2O화Cu명현유조우광적가견광흡수,동시Cu/TiO2재광전전환과정중현시경관파단적가견광이용솔.차외,개로전압적증가、유효적전하분리화전겁/전해질계면상재류자적쾌속천이야증강료재료적광전화학성질.
