二氧化钛薄膜电极的制备及分析

来源:用户上传      作者: 刘云 姚成强 刘会芳

　　摘 要：通过溶胶凝胶法在导电玻璃基底上制备了二氧化钛薄膜电极，通过SEM、EDX和光电流分别对样品的形貌、晶型进行了表征。结果表明基底上均匀地覆盖着二氧化钛薄膜；在提拉三次、煅烧温度为500℃条件下，二氧化钛电极光响应能力最好。
　　关键词：溶胶凝胶法；TiO2；光电流密度；光电极
　　近年来，常用的光催化阳极材料包括TiO2、ZnO等。TiO2因其对大自然无毒害作用、廉价等优点，成为目前的研究热点。二氧化钛具有较高的光催化性、特殊的光电性能、较强的光电转化效率。TiO2薄膜电极能在光解水制氢和光催化降解污染物等方面得到应用，因而受到了人们的广泛关注。
　　1 试验材料和方法
　　1.1 试验材料与主要试剂
　　ITO导电玻璃（深圳晶伟特公司售）；氨水（NH3・H2O，AR）；30%过氧化氢（H2O2，AR）；无水乙醇（C2H6O，AR）；乙二胺四乙酸二钠（Na2EDTA，AR）；钛酸四丁酯（AR）；二乙醇胺（AR）。
　　1.2 实验步骤
　　1.2.1 二氧化钛薄膜电极的制备
　　二氧化钛溶胶凝胶前驱体的制备：室温下将20ml化学纯的钛酸四丁酯滴加到160ml的无水乙醇中，在搅拌下滴加3ml的二乙醇胺。将配好的混合液置于阴暗处，静置一周，即可得到二氧化钛溶胶凝胶前驱体。
　　ITO玻璃的清洗，将清洗好的ITO玻璃，在二氧化钛溶胶进行缓慢提拉（提拉次数分别为1，2，3，4），待晾干后将其放在马弗炉中进行煅烧（煅烧温度分别为450℃、500℃、530℃）。热处理2h，升温程序为3℃・min-1。
　　1.2.2 表征分析方法
　　表征方法：二氧化钛薄膜电极的表面形态通过扫描电镜（SEM，场发射）进行观察（JSM-6700F，JEOL，Japan）；其晶型结构通过XRD（X射线衍射仪）进行观察。
　　2 结果与讨论
　　2.1 二氧化钛光电流分析
　　图1分别是在氙灯的照射下偏压为0V，以饱和甘汞电极为参比电极，以铂丝为阴极的情况下不同提拉次数、不同煅烧温度二氧化钛薄膜电极的光电流密度响应图。由图1可以看出提拉次数为3次、煅烧温度为500℃薄膜电极的光电流最强。
　　2.2 二氧化钛膜电极表征分析
　　图2为ITO导电玻璃和二氧化钛薄膜的XRD结果。XRD的结果反映了物质的晶型，其结果显示，在ITO玻璃基底的二氧化钛薄膜主要为锐钛矿晶型。
　　3 结束语
　　在ITO导电玻璃基底上，制备了新型光催化剂二氧化钛薄膜电极。在导电玻璃基底上均匀的覆盖着二氧化钛薄膜。
　　参考文献
　　[1]Sillanp M E T， Kurniawan T A， Lo W. Degradation of chelating agents in aqueous solution using advanced oxidation process （AOP）[J].Chemosphere，2011，83（11）：1443-1460.
　　[2]Vohra M S， Davis A P. Adsorption of Pb（II）， EDTA， and Pb（II）-EDTA onto TiO2[J].Journal of Colloid Interface Science，1998，198（1）：18-26.
　　[3]Li G Y， Liu X L， Zhang H M， An T C， Zhang S Q， Carroll A R. In situ photoelectrocatalytic generation of bactericide for instant inactivation and rapid decomposition of gram-negative bacteria [J].Journal of Catalysis，2011，277：88-94.
　　[4]满毅，宗瑞隆，朱永法.Bi2MoO6纳米薄膜的制备及光电性能[J].物理化学学报，2007，23（11）：1671-1676.0.
　　[5]梁志霞，梁文艳，汪丽，等.光电催化氧化法降解藻毒素MCLR[J].环境工程学
　　报，2012，6（11）：3817-3821.
　　作者简介：刘云（1992-），女，汉族，河北省衡水市，硕士，主要从事能源与环境方面工作。
　　*通讯作者：刘会芳
转载注明来源:https://www.xzbu.com/1/view-7749210.htm