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第一章 纳米材料光电化学研究概述 1

1.1 纳米材料的研究 1

1.1.1 纳米材料的结构和分类 1

1.1.2 无机纳米材料的制备 2

1.1.3 纳米材料的特性 2

1.2 TiO2光催化降解水中污染物的研究 3

1.2.1 TiO2纳米粒子的催化剂 3

1.2.2 TiO2纳米粒子的表面修饰 4

1.2.3 TiO2光催化机理 5

1.3 纳米材料光电转换特性--在光电化学太阳能电池中的应用 9

1.3.1 光电化学太阳能电池的研究进展 9

1.3.2 纳米薄膜半导体电极 10

1.3.3 纳米薄膜半导体材料/溶液界面结构 10

1.3.4 敏化的纳米薄膜半导体电极-PEC结构 13

1.3.5 PEC工作原理 14

1.4 表面光电压谱仪和光谱电化学分析仪在光电化学中的应用 16

1.4.1 表面光电压基本原理 16

1.4.2 亚带隙相关的表面光电压响应 17

1.4.3 外加电场对表面光电压响应的影响 18

1.4.4 光谱电化学分析仪的工作原理 18

1.4.5 表面光电压谱仪和光谱电化学分析仪在光电化学中的应用 19

1.5 本报告的研究目的和研究内容 19

参考文献 20

第二章 TiO2纳米粒子膜光催化降解水中污染物的研究 23

2.1 TiO2纳米粒子膜催化剂的制备 23

2.1.1 试剂与仪器 23

2.1.2 TiC14水解法 24

2.1.3 等离子体化学气相沉积法 24

2.1.4 物性表征 25

2.2 TiO2纳米粒子膜光催化反应 25

2.2.1 光催化反应 25

2.2.2 分析测定方法 26

2.3 TiO2纳米粒子膜的表面性质对光催化活性影响 27

2.3.1 TiO2纳米粒子膜表面微结构 27

2.3.2 TiO2纳米粒子膜光催化活性和机理分析 31

2.4 Sn4+掺杂的TiO2纳米颗粒膜对光催化活性的影响 32

2.4.1 TiO2-Sn纳米粒子膜的表面微结构 32

2.4.2 TiO2-Sn膜光催化降解苯酚的结果 35

2.5 TiO2/SnO2纳米粒子复合膜光催化活性的研究 36

2.5.1 膜催化剂的表面微结构 36

2.5.2 膜催化剂的光催化活性 38

2.6 结论 39

参考文献 39

第三章 表面修饰TiO2和n-Si(100)薄膜电极的光电化学特性 41

3.1 薄膜电极的制备及表征 41

3.1.1 薄膜电极的制备 41

3.1.2 物性测试 42

3.2 PECT-EB TiO2纳米薄膜电极性质的研究 43

3.2.1 PECT-EB分子光谱性质和能级结构 43

3.2.2 TiO2纳米薄膜电极SPS谱 45

3.3 TiO/ITO纳米薄膜电极光电化学特性 46

3.3.1 TiO2/ITO电极的伏安特性 46

3.3.2 TiO2/ITO电极的光电流作用谱 47

3.3.3 TiO2/ITO电极的瞬态光电流特性 48

3.4 PECT-EB/TiO2/ITO纳米薄膜电极光电化学特性 51

3.4.1 PECT-EB/TiO2/ITO薄膜电极的伏安特性 51

3.4.2 PECT-EB/TiO2/ITO薄膜电极的光电流作用谱 52

3.4.3 PECT-EB/TiO2/ITO薄膜电极的瞬态光电流特性 52

3.4.4 PECT-EB/TiO2/ITO薄膜电极的光电流产生机理 53

3.5 PECT-EB/n-Si(100)薄膜电极光电化学特性 54

3.5.1 n-Si(100)和PECT-EB/n-Si(100)薄膜电极的光电流作用谱 54

3.5.2 n-Si(100)和PECT-EB/n-Si(100)薄膜电极的瞬态光电流特性 56

3.5.3 几种表面修饰n-Si(100)薄膜电极的瞬态光电流特性 59

3.6 结论 60

参考文献 60

致谢 62

博士后期间发表的论文和重要科研成果 63

个人简历 65