N-,S-和Cl-改性纳米TiO2薄膜的光电性能研究

摘要

纳米TiO2薄膜独特的光电化学性质,已受到广泛的关注,并成功应用于光催化处理污染物、超双亲自清洁、太阳能转换和储存等高科技领域.自2001年以来,纳米TiO2半导体的非金属掺杂改性已经成为TiO2可见光研究领域最具活力的方向之一.目前普遍认为,通过非金属掺杂后,TiO2在可见光范围内有吸收,原因在于O的2p轨道和非金属中能级与其能量接近的p轨道杂化后,价带宽化上移,TiO2禁带宽度相应减小,从而吸收可见光..本文采用设备简单、操作简便的溶胶-凝胶法,通过添加浓硝酸、浓硫酸和浓盐酸,分别制备氮、硫和氯改性的纳米TiO2薄膜.在制备多组元的复合氧化物方面,溶胶-凝胶法具有其它传统方法所不能比拟的优势.即使添加的掺杂剂的浓度甚小,运用溶胶-凝胶技术,也可得到分布均一的复合化合物.已有报道表明,非常少量的掺杂可改善单一材料的物理或化学性能.本文侧重研究溶胶-凝胶法制备的N、S和Cl改性的纳米TiO2薄膜的光电性能,以提高TiO2的光电转换效率.