Pt纳米颗粒修饰TiO_2纳米管阵列的合成及其光电化学性能  

Synthesis and Photoelectrochemical Properties of Pt Nanoparticles Modified TiO_2 Nanotube Arrays

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作  者:黄庆明[1] 徐光青[1] 冯春晓[1] 吕珺[1] 吴玉程[1] 

机构地区:[1]合肥工业大学材料科学与工程学院功能纳米材料及器件研究所,安徽合肥230009

出  处:《过程工程学报》2012年第6期1032-1037,共6页The Chinese Journal of Process Engineering

基  金:国家自然科学基金资助项目(编号:51102071;51072044;51172059;1023030);中国博士后科学基金面上基金资助项目(编号:20100480678);安徽省国际合作基金资助项目(编号:10080703017)

摘  要:采用阳极氧化法在含0.4mol/L HF的乙二醇电解液中制备高度有序的一维TiO2纳米管阵列,并采用柠檬酸溶剂热还原法在TiO2纳米管阵列表面沉积Pt纳米颗粒,研究Pt纳米颗粒对TiO2纳米管阵列光电化学性能的影响,对纳米管的结构、形貌、成分进行了表征,采用电化学工作站对沉积前后的TiO2纳米管阵列进行循环伏安扫描,并用5W紫外LED灯对不同沉积条件下样品的光电流进行测试.结果表明,所制TiO2纳米管排列整齐,管径均匀,约为150nm,壁厚约20nm,管长约为20μm;尺寸约20nm的Pt纳米颗粒在纳米管内部分布均匀,Pt以单质形式存在.Pt沉积可提高TiO2纳米管的电化学活性,并明显增加TiO2纳米管对紫外光的吸收能力和光电流响应,Pt纳米颗粒的沉积温度为100℃时具有最大光电流响应,最高瞬时光电流值为289.84μA.Well aligned TiO2 nanotube arrays were prepared by anodic oxidation method in a glycol solution containing 0.4 mol/L HF, and Pt nanoparticles were deposited on anatase TiO2 nanotube arrays by hydrothermal reduction method in the solution containing chloroplatinic acid and citric acid. The structure, morphology and composition of modified TiO2 nanotubes were analyzed, and electrochemical and photoelectrochemical properties measured by an electrochemical workstation combined with a 5 W LED light (365 nm wavelength). TiO2 nanotubes are vertically aligned with a diameter of 150 nm, wall thickness of 20 nm and length of 20 μm. The electrodeposited Pt nanoparticles were in an ordered assembly with a uniform distribution on the inner wall of nanotubes with a particle size of about 10 nm. Comparison of cyclic voltammograms of TiO2 and TiO2(Pt) nanotube arrays in the darkness and under UV illumination shows that Pt nanoparticles modification enhances the electrochemical activities of TiO2 nanotubes and photocurrent response. The highest photocurrent was achieved to be 289.84 μA when Pt deposition temperature was 100 ℃.

关 键 词:纳米材料 光催化 氧化钛纳米阵列 Pt纳米颗粒 光电化学 

分 类 号:O614.411[理学—无机化学] TQ426.8[理学—化学]

 

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