电喷雾方法制备纳米结构Fe₂TiO₅薄膜及其光电催化分解水性能研究

【作者】 王猛； 黄科科； 陈焕文； 冯守华；

【机构】 吉林大学化学学院无机合成与制备化学国家重点实验室；

【摘要】 太阳能是取之不尽用之不竭的清洁能源,利用太阳能转化为化学能的光电催化分解水技术因氢气的清洁和可存贮等优异的特性而被人们广泛研究[1,2]。而这一反应受到了产氧半反应的制约。因而,寻找性能优异的光阳极材料进行高效的产氧半反应成为了研究的关键。Fe2Ti O5因其带隙窄可吸收可见光以及过电势低等优势成为了潜在的新型高效光阳极材料[3]。因此,我们利用电喷雾技术制备了纳米结构的Fe2Ti O5薄膜,并对实验条件,如衬底温度和薄膜厚度等,进行了优化,从而得到了由纳米球堆积而成的二维薄膜材料。衬底温度对于薄膜的形貌有着重要的影响作用,温度过高或过低都不能得到比表面积较大的薄膜。实验发现,350oC为薄膜生长的最适温度。不同的薄膜厚度,会影响光生载流子的传输和有效分离。同时,实验发现最适薄膜厚度不仅可以使催化性能提高,过电位也相应降低。电化学阻抗谱的结果也很好地证实了催化性能的提升是由于光生载流子的有效传输与分离。综上所述,电喷雾方法是一种有效的合成纳米结构复杂氧化物的方法,可以应用到其他纳米结构复杂氧化物的制备。更多还原