研究目的
采用直接浸渍-煅烧法制备CdO-TiO2纳米管以提高光催化产氢效率，并研究CdO掺杂量的影响。
研究成果
直接浸渍法成功制备了具有增强光电化学性能的CdO-TiO2纳米管。最佳CdO掺杂浓度为50 mM时，实现了10.16%的最高入射光子-电流转换效率（IPCE），这归因于光吸收和电子积累的改善，尽管空穴积累导致了光电流衰减。Cd2+掺入TiO2晶格改变了其电子特性，但过度掺杂会形成CdTiO3并降低效率。
研究不足
该研究仅限于特定Cd(NO3)2浓度和退火条件；更高浓度会导致CdTiO3形成并降低性能。该方法可能不具备可扩展性，且光电流衰减表明存在载流子复合与传输问题。
1：实验设计与方法选择：
本研究采用直接浸渍-煅烧法将CdO纳米颗粒沉积于TiO2纳米管结构中。TiO2纳米管通过优化的两步阳极氧化工艺制备。表征方法包括SEM、TEM、UV-Vis DRS、XPS、XRD和PEC测量，用于分析形貌、结晶度、成分及光电化学特性。
2：样品选择与数据来源：
使用钛箔样品（0.1×30×40 mm，纯度99.6%+）。CdO-TiO2纳米管制备时采用不同浓度的四水合硝酸镉（10、30、50、70、200和800 mM）。
3：1×30×40 mm，纯度6%+）。CdO-TiO2纳米管制备时采用不同浓度的四水合硝酸镉（200和800 mM）。 实验设备与材料清单：
3. 实验设备与材料清单：设备包括ZEISS-IGMA HD/VP扫描电镜、D/max-2200PC X射线衍射仪、AXIS Ultra X射线光电子能谱仪、JEM-2100透射电镜、UV-2550紫外-可见分光光度计、AUTOLAB PGSTAT 30阻抗-电位测量仪及Optimax 365紫外光源。材料包含钛箔、乙二醇、去离子水、柠檬酸、氟化铵、四水合硝酸镉及硫酸钠电解液。
4：实验流程与操作步骤：
TiO2纳米管通过钛箔脱脂处理，在特定电解液及条件下进行双电极体系阳极氧化，经紫外照射后浸入不同浓度Cd(NO3)2溶液，冲洗、干燥并在450°C退火。PEC测量采用三电极体系，以CdO/TiO2为工作电极、铂网为对电极、Ag/AgCl为参比电极，在氮气氛围的1 M Na2SO4电解液中进行。
5：数据分析方法：
采用XRD进行物相鉴定，XPS分析化学成分，Mott-Schottky曲线计算平带电位与载流子密度，通过光电流测量计算IPCE值。
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Scanning Electron Microscope
ZEISS-IGMA HD/VP
ZEISS
Used for structural and morphological characterization of samples, including top view and cross-sectional observations.
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X-ray Diffractometer
D/max-2200PC
Rigaku
Used for crystalline phase characterization of the CdO-TiO2 nanotubes.
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X-ray Photoelectron Spectrometer
AXIS Ultra
Kratos
Employed to investigate the chemical composition of the CdO-TiO2 nanotubes.
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Transmission Electron Microscope
JEM-2100
JEOL
Used to obtain TEM images of the samples.
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UV-Vis Spectrophotometer
UV-2550
Shimadzu
Used to obtain UV-Vis diffuse reflection spectra of the samples.
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Potentiostat
AUTOLAB PGSTAT 30
Metrohm
Used for impedance-potential measurements, including Mott-Schottky plots.
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UV Light Source
Optimax 365
Optimax
Used for UV irradiation during sample preparation and as a light source in photoelectrochemical measurements.
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Titanium Foil
Advent
Used as the substrate for preparing TiO2 nanotubes via anodization.
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Cadmium Nitrate Tetrahydrate
Macklin
Used as the precursor for CdO doping in the impregnation process.
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