研究目的
解决CdS改性TiO2材料中硫属化合物与氧化物界面接触不良的问题,该问题导致光电化学水分解过程中电荷分离与传输效率低下。
研究成果
退火后处理可使A-CdS/TNAs光阳极同时获得性能提升,包括可见光吸收增强和光生电子/空穴分离加速。因此,A-CdS/TNAs光阳极展现出最佳的光电化学性能,在1.23 VRHE电位下其光电流密度达到4.56 mA cm?2,太阳能制氢(STH)转换效率达5.61%。
研究不足
提供的文本中未明确提及实验的技术和应用限制,以及潜在的优化领域。
1:实验设计与方法选择:
通过连续离子层吸附与反应法(SILAR)并辅以后续退火处理制备了CdS/TiO?纳米管阵列(CdS/TNA)光阳极。
2:样本选择与数据来源:
采用阳极氧化法获得的TNA通过六次循环SILAR工艺负载CdS纳米颗粒。
3:实验设备与材料清单:
扫描电镜(S4800,日立,日本)、场发射透射电镜(Tecnai-G2F20,FEI,荷兰)、X射线衍射仪(Rigaku D/max 2500 v/pc,日本)、显微拉曼光谱仪(LabRAM Aramis,HORIBA Scientific,日本)、X射线光电子能谱仪(PHI-5000 VersaProbe,ULVCA-PHI公司,美国)、紫外-可见分光光度计(UV3600,日立,日本)、荧光分光光度计(F-4600,日立,日本)。
4:实验步骤与操作流程:
通过六次循环SILAR工艺在TNA表面负载CdS纳米颗粒,随后在氩气氛围中300°C退火处理30分钟。
5:数据分析方法:
采用XRD和显微拉曼光谱研究材料晶体结构,通过XPS分析材料表面化学状态,样品的紫外-可见漫反射光谱(DRS)测试范围为300-700 nm,光致发光(PL)光谱在325 nm激发波长下采集。
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XRD
Rigaku D/max 2500 v/pc
Rigaku
Study of the crystal structures of the materials
-
micro-Raman spectroscopy
LabRAM Aramis
HORIBA Scientific
Study of the crystal structures of the materials
-
UV–vis spectrophotometer
UV3600
Hitachi
Collection of UV–vis diffuse reflectance spectra (DRS) of the samples
-
fluorescence spectrophotometer
F-4600
Hitachi
Collection of photo-luminescence (PL) spectra
-
SEM
S4800
Hitachi
Characterization of the surface and cross-sections of the TNAs
-
FE-TEM
Tecnai-G2F20
FEI
Observation of the micromorphologies of the samples
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XPS
PHI-5000 VersaProbe
ULVCA-PHI
Analysis of the surface chemical status of the materials
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