TiO2纳米管阵列的沉积改性与物性研究

　　第1章 绪论
　　1.1 引言
　　1.2 高度有序的TiO2纳米管阵列薄膜的应用
　　1.2.1 光电解水制氢
　　1.2.2 光催化
　　1.2.3 太阳能电池
　　1.2.4 传感器
　　1.2.5 储氢
　　1.2.6 生物医学
　　1.2.7 其他
　　1.3 高度有序的TiO2纳米管阵列薄膜的制备
　　1.3.1 模板法
　　1.3.1.1 以氧化铝为模板
　　1.3.1.2 以纳米线为模板
　　1.3.2 阳极氧化法
　　1.3.2.1 TiO2纳米管阵列的形成机理
　　1.3.2.2 制备参数对TiO2纳米管阵列结构及性能的影响
　　1.4 高度有序的TiO2纳米管阵列薄膜的改性
　　1.4.1 染料敏化
　　1.4.2 离子掺杂
　　1.4.2.1 非金属离子掺杂
　　1.4.2.2 金属离子掺杂
　　1.4.3 金属沉积
　　1.4.4 窄带半导体改性
　　1.4.4.1 CuO／Cu2O改性
　　1.4.4.2 Fe2O3改性
　　1.4.4.3 CdX（X=S、Se、Te）改性
　　1.5 本文研究内容和意义
　　第2章 阳极氧化电流密度对Ti02纳米管阵列形貌的影响
　　2.1 引言
　　2.2 实验材料与方法
　　2.2.1 实验原料、试剂及仪器
　　2.2.2 实验过程和技术路线
　　2.2.2.1 TiO2纳米管阵列膜的制备
　　2.2.2.2 TiO2纳米管阵列表征
　　2.3 实验结果与分析
　　2.3.1 阳极氧电流密度对TiO2纳米管阵列形貌的影响
　　2.3.2 TiO2纳米管阵列的XRD分析
　　2.4 本章小结
　　第3章 CdS、CdSe在TiO2纳米管内的沉积机理与物性
　　3.1 引言
　　3.2 实验材料与方法
　　3.2.1 实验原料、试剂及仪器
　　3.2.2 实验过程和技术路线
　　3.2.2.1 CdS在Ti02纳米管内沉积改性
　　3.2.2.2 CdSe在TiO2纳米管内沉积改性
　　3.3实验结果与分析
　　3.3.1 CdS在TiO2纳米管内沉积改性
　　3.3.1.1 浸渍时间对CdS形貌的影响
　　3.3.1.2 先期导入离子浓度对CdS形貌的影响
　　3.3.1.3 离子导入顺序对CdS形貌的影响
　　3.3.1.4 洗涤对CdS形貌的影响
　　3.3.1.5 CdS形貌对改性纳米阵列的光学性能的影响
　　3.3.1.6 CdS形貌对改性纳米阵列的光电性能的影响
　　3.3.2 CdSe在TiO2纳米管内沉积改性及其性能
　　3.3.2.1 Se2-溶液中浸渍时间对CdSe形貌的影响
　　3.3.2.2 CdSe改性纳米管阵列的光学性能
　　3.3.2.3 CdSe改性纳米阵列的光电性能
　　3.4本章 小结
　　第4章 Cds-CdSe在TiO2纳米管内可控共沉积及物性
　　4.1 引言
　　4.2 Cdse／CdS／TiO2纳米复合功能材料的构筑
　　4.2.1 合成工艺
　　4.2.2 参数控制
　　4.3 材料表征与性能检测
　　4.3.1 改性材料微结构
　　4.3.2 改性材料的光学性能
　　4.3.3 改性材料的光电性能
　　4.4 实验结果与讨论
　　4.4.1 改性材料微结构
　　4.4.1.1 CdS改性前后纳米管阵列的微观结构
　　4.4.1.2 CdSe改性后的CdS／TiO2纳米管微观结构
　　4.4.2 改性材料的光学性能
　　4.4.2.1 改性材料的UV-vis光谱分析
　　4.4.2.2 改性材料的光学能带隙
　　4.4.3 改性材料的光电性能
　　4.4.3.1 改性材料的I-V曲线
　　4.4.3.2 改性材料的最大光电流与沉积层厚度的关系
　　4.4.3.3 改性材料的最大光电流与改性材料内径的关系
　　4.5 本章小结
　　第5章 Pt在cdse／CdS／TiO2复合材料上的沉积及物性
　　5.1 引言
　　5.2 Pt改性复合材料制备工艺
　　5.2.1 实验原料
　　5.2.2 Pt-TiO2复合材料中Pt含量的设计
　　5.2.2.1 沉积电压、时间对沉积过程的影响
　　5.2.2.2 Pt-TiO2体系中Pt含量的控制
　　5.2.2.3材料结构表征与性能测试
　　5.2.3 Pt-CdSe／CdS／TiO2复合材料的制备
　　5.2.3.1 参数控制
　　5.2.3.2 材料结构表征与性能测试
　　5.3实验结果与讨论
　　5.3.1 沉积电压、时间对Pt-TiO2纳米管阵列性能的影响
　　5.3.1.1 Pt-TiO2纳米管阵列的微观结构
　　5.3.1.2 Pt-TiO2纳米管阵列的光学性能
　　5.3.1.3 Pt-TiO2纳米管阵列的光电性能
　　5.3.1.4 不同负载方式对Pt-TiO2纳米阵列性能的影响
　　5.3.2 Pt-CdSe／CdS／TiO2纳米管阵列的表征
　　5.3.2.1 Pt-CdSe／CdS／TiO2材料的微观结构
　　5.3.2.2 Pt-CdSe／CdS／TiO2材料的光学性能
　　5.4 本章小结
　　第6章 总结与展望
　　6.1 总结
　　6.2 创新之处
　　6.3 工作展望
　　参考文献

　　    吴玉程，男，1962年出生，中国科学院理学博士，合肥工业大学副校长，材料学教授、博士研究生导师，主要研究方向：纳米材料与功能复合材料；材料表面与涂层技术。担任教育部金属材料工程和冶金工程教学指导委员会委员，中国仪表材料学会常务理事，中国颗粒学会超微颗粒委员会理事等。近年来指导博士后4人、博士研究生12人、硕士研究生20多人，先后主持了国家自然科学基金、国家留学回国人员启动基金、教育部博士点基金、国家重点新产品研究计划和安徽省重大科技攻关等20多项项目研究，获得安徽省科技进步奖、中国机械工业科技进步奖和安徽省高校科技奖等，获得授权发明专利1项，发表论文100多篇，其中被SCI、EI收录60多篇。

　　    《TiO2纳米管阵列的沉积改性与物性研究》从有利于后续功能化改性的纳米管阵列的制备出发，通过掌握CdS及CdSe在TiO2纳米管内的沉积机理，实现其在纳米管内的可控沉积。然后将特定功函的金属沉积在CdSe／CdS／TiO2材料上。改性过程将窄带半导体材料的可控沉积、改性成分长效保护、异质结／Schottky结等多重技术结合起来，探求TiO2纳米管阵列改性材料的性能与各相关参数的关系及其电荷传输机制，将为纳米TiO2光催化剂、光电转换器件等的发展开辟一个新的方向，为设计和制备具有良好光电转换性能、光催化性能的器件和新型功能薄膜提供依据。