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SnO2作为一种n型半导体材料,因其具有许多独特性能,在众多领域中有着广泛的应用,但也存在着一些不可避免的缺陷,如SnO2的带隙较宽,可吸收利用的光波长范围较窄,主要在紫外光区域,对太阳光的利用率低等,限制了它的应用范围。因而合成可控、有序的多孔SnO2纳米材料并对其进行修饰,提高其性能,扩展其应用范围,成为纳米SnO2合成和应用中的研究热点。 本论文采用阳极氧化法,以金属锡为阳极,分别制备得到了特殊形貌的锡微纳米粉体和SnO2纳米多孔层,探究了电解液组成、施加电压、反应时间等因素对产物形貌的影响;采用连续离子吸附法对SnO2纳米多孔层进行硫化镉修饰,并对复合材料的光学、光电转换性能进行表征。 在NH4F/乙二醇/水的电解液中通过电化学阳极氧化-阴极析出法可以制各得到具有特殊形貌的微纳米锡粉体。电压、氟化物的含量、水的含量、反应时间对微纳米锡颗粒的形貌和尺寸都有影响。当氟化物含量为0.15 mol/L,水含量在3v%到5v%之间,电压为15V时,阳极氧化锡片可以得到规则、树枝状形貌的锡微纳米粉体,并分别在450℃、550℃、600℃下焙烧处理。在氙灯模拟太阳光照射下,以罗丹明B为污染物,发现焙烧后的产物对污染物具有光催化降解性能。 分别以氢氧化钠水溶液和草酸溶液为电解液,锡片为阳极,钛片为阴极,在5V氧化电压下均可制备得到SnO2纳米多孔层,焙烧处理后对其进行XRD和EDS表征,结果显示,纳米多孔层主要成分是四方晶系的SnO2。在初始电位为0.25 V的条件下探究了SnO2多孔层的光电性能,发现焙烧处理后的样品具有良好、稳定的光电响应性能。 在阳极氧化法制备得到SnO2纳米多孔材料的基础上,利用连续离子吸附法对SnO2纳米多孔材料进行CdS及ZnS修饰,对复合材料的光学性能进行研究。研究发现随着CdS沉积量的增加,复合材料的光吸收范围变大,光吸收也缓慢增加。CdS在一定范围内可以提高材料的光电流响应,当循环次数为5时,复合材料的光电性能最好。此外还探究ZnS量子点对CdS/SnO2多孔复合纳米材料光电性能的影响,发现ZnS的修饰可以提高复合材料耐光的相对稳定性,缓解光腐蚀现象。