几种Bi基核—壳型纳米半导体薄膜的制备及其光电化学性能研究

摘要

Ⅱ型核-壳半导体因其特有的交错能带结构，已被广泛应用于光学器件、光电子器件、光电化学太阳能电池、光电化学检测、光催化剂等领域。在本学位论文中，研究了Bi2Ox@Bi2S3，表面硫化的BiOCl(SS-BiOCl)和表面硫化的BiOBr(SS-BiOBr)几种Bi基Ⅱ型核-壳半导体薄膜的制备、表征及其光电化学性能。主要内容如下:
　　(1)先于导电玻璃上通过高温热解一定量的Bi(NO3)3得到Bi2Ox多孔薄膜，然后通过表面硫化处理制得Bi2Ox@Bi2S3核-壳结构多孔半导体薄膜;用XRD和XPS表征方法确认Bi2Ox@Bi2S3核-壳结构薄膜的形成;考察Bi(NO3)3溶液原始浓度及不同硫化时间对光电化学性能的影响，并给出解释。
　　(2)先于NaCl溶液中，在一定电势下阳极氧化光滑的Bi电极，制得纳米片状BiOCl薄膜，然后通过在Na2S溶液中S2-和BiOCl层间Cl-的交换合成了表面硫化的纳米片状BiOCl(SS-BiOCl)壳-核结构半导体薄膜;用XRD、XPS和Raman光谱表征方法确认SS-BiOCl壳-核结构薄膜的形成;考察不同阳极化电势、时间及硫化时间对光电化学性能的影响，并给出解释。
　　(3)先于KBr溶液中，在一定电势下阳极氧化光滑的Bi电极，制得纳米片状BiOBr薄膜，然后通过在Na2S溶液中S2-和BiOBr层间Br-的交换合成了表面硫化的纳米片状BiOBr(SS-BiOBr)壳-核结构半导体薄膜;用XRD、XPS和Raman光谱表征方法确认SS-BiOCl壳-核结构薄膜的形成;考察不同阳极化电势、时间及硫化时间对光电化学性能的影响，并给出解释。

目录

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 Bi基化合物半导体

1．2．1 Bi基化合物

1．2．2 氧化铋和硫化铋半导体

1．2．3 卤氧化铋半导体

1．3 核-壳型半导体材料

1．3．1 核-壳型半导体材料概述

1．3．2 核-壳型半导体材料的性能

1．3．3 不同形貌的核-壳型纳米半导体材料的制备

1．4 光电化学应用

1．4．1 半导体光电化学

1．4．2 光电化学太阳能电池

1．5 本文的构思与主要工作

第二章 Bi2Ox@Bi2S3核-壳结构多孔半导体薄膜的制备及其光电化学性能研究

2．1 引言

2．2 实验部分

2．2．1 试剂和溶液配置

2．2．2 FTO／Bi2Ox@Bi2S3核-壳结构多孔半导体薄膜的制备

2．2．3 表征方法

2．2．4 光电化学性能测试

2．3 结果与讨论

2．3．1 Bi2Ox和Bi2Ox@Bi2S3薄膜的表征

2．3．2 Bi2Ox、Bi2Ox@Bi2S3和Bi2S3薄膜电极的光电化学性能

2．4 小结

第三章 纳米片状BiOCl半导体薄膜的制备及表层脱Cl-嵌S2-提高光电化学性能

3．1 引言

3．2 实验部分

3．2．1 试剂、溶液配置

3．2．2 BiOCl和SS-BiOCl半导体薄膜的制备

3．2．3 表征方法

3．2．4 光电化学性能测试

3．3 结果与讨论

3．3．1 Bi电极在NaCl溶液中的电化学行为

3．3．2 BiOCl，SS-BiOCl和CS-BiOCl薄膜的表征

3．3．3 BiOCl，SS-BiOCl和CS-BiOCl薄膜电极的光电化学性能

3．3．4 BiOCl和[BiS]的能带位置计算

3．4 小结

第四章 纳米片状BiOBr半导体薄膜的制备及表层脱Br-嵌S2-提高光电化学性能

4．1 引言

4．2 实验部分

4．2．1 试剂与溶液配置

4．2．2 BiOBr和SS-BiOBr半导体薄膜的制备

4．2．3 表征方法

4．2．4 光电化学性能测试

4．3 结果与讨论

4．3．1 Bi电极在KBr溶液中的电化学行为

4．3．2 BiOBr，SS-BiOBr和CS-BiOBr薄膜的表征

4．3．3 BiOBr，SS-BiOBr和CS-BiOBr薄膜电极的光电化学性能

4．3．4 BiOBr和[BiS]的能带位置计算

4．4 小结

结语

参考文献

攻读学位期间发表的文章

致谢

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