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摘要
采用溶胶-凝胶法在纯钛基体上制备Zn掺杂纳米TiO2薄膜(Zn-TiO2),研究不同热处理温度下Zn掺杂对纳米TiO2薄膜的物理性能、光阴极保护效果和光电化学性能的影响。研究表明,与未掺杂TiO2薄膜相比,Zn的加入提高了Zn-TiO2薄膜的光电化学响应,在300°C热处理后的薄膜使金属基体的电极电位下降最大,降低了897 mV。SEM-EDS分析表明,Zn在掺杂薄膜中的分布不均匀,XRD结果显示Zn掺杂的薄膜比未掺杂的薄膜晶粒更细小。红外光谱结果表明,TiO2晶粒表面有Zn—O键生成。紫外光谱表明,Zn掺杂使Zn-TiO 2吸收带边红移,扩大了TiO 2的光响应范围。根据Mott-Shottky曲线可知,Zn-TiO2薄膜比纯TiO2薄膜的平带电位更负,载流子量更大。这说明在平带电位、载流子量和空间电荷层宽度的协同作用下,300°C热处理后的Zn-TiO2薄膜表现了最佳的光电化学响应。
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