碳量子点修饰的二氧化钛纳米片阵列薄膜的构筑及光电化学性能

作者：周小岩; 舒玉美; 张翔翔; 王立鑫; 张永; 周鹏; 韩立立; 杨喜峰

来源：科学技术与工程, 2020, 20(17): 6791-6795.

• 碳量子点
• 二氧化钛
• 纳米片阵列
• 光电化学

为了提高纳米二氧化钛(TiO2)的光电化学性能,首先采用水热法,以稀盐酸、钛酸丁酯和氟钛酸铵作为原料,在掺杂氟的氧化锡(FTO)导电玻璃上制备了(001)面主导的TiO2纳米片阵列薄膜。通过电化学腐蚀法制得均一、稳定、高活性碳量子点(carbon quantum dots,CQDs),再通过电泳法将CQDs修饰到TiO2纳米片阵列薄膜表面,形成CQDs/TiO2纳米片阵列复合材料。利用扫描电镜(scanning electron microscope,SEM)、 X射线衍射(X-ray diffraction,XRD)、拉曼光谱、X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)和紫外可见光谱(UV-vis)对复合材料的形貌、晶型、表面元素成分和光吸收能力进行表征,通过电化学工作站测试复合材料的光电化学性能。结果表明:CQDs/TiO2复合材料为锐钛矿晶型,形貌规整均匀;CQDs修饰后TiO2纳米片的最大吸收波长由388 nm增加到576 nm,光化学能转化率高达2.38%,光电流是TiO2纳米片的8倍,交流阻抗减小,具有非常优异的光电化学性能。