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电化学法制备部分还原氧化石墨烯薄膜及其光电性能
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:物理化学学报
  • 时间:2015
  • 页码:457-466
  • 期号:03
  • 便笺:11-1892/O6
  • 分类:O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者地址:同济大学材料科学与工程学院;同济大学,先进土木工程材料教育部重点实验室;
  • 作者机构:[1]同济大学材料科学与工程学院,上海200092, [2]同济大学,先进土木工程材料教育部重点实验室,上海200092
  • 相关基金:国家自然科学基金(51172162)资助项目
中文摘要:

提供了一种快速制备氧化石墨烯(GO)薄膜的方法,并通过调节GO薄膜的含氧量来调控其能级结构.采用阳极电泳及阴极电化学还原联用的方法在F掺杂Sn O2(FTO)导电玻璃上制备出不同层数及含氧量的GO薄膜,并通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)、紫外可见(UV-Vis)光谱、X射线光电子能谱(XPS)、拉曼光谱及电化学分析对样品进行表征.用20-350 s不同时间电泳沉积得到层数约为77-570层的GO薄膜.经过不同时间阴极还原的GO薄膜的禁带宽度为1.0-2.7 e V,其导带位置及费米能级也随之改变.GO作为p型半导体,与FTO导电膜之间会形成p-n结,在光强为100 m W·cm^-2的模拟太阳光照射下,电泳300 s且电化学还原120 s时GO薄膜阳极光电流密度达到5.25×10^-8A·c^m-2.

英文摘要:

This article details a quick and simple method to prepare graphene oxide(GO) film and tune its energy level by adjusting the oxygen content. GO films with different layers were fabricated on fluorine-doped Sn O2(FTO) conductive glass using the anodic electrophoretic deposition process. The degree of oxidation was regulated by cathodic electrochemical reduction. The as-prepared GO films were characterized by scanning electron microscopy(SEM), X-ray diffraction(XRD), ultraviolet-visible absorption(UV-Vis) spectroscopy, X-ray photoelectron spectra(XPS), Raman spectroscopy and electrochemical analysis. The number of GO layers was varied between 77 and 570 by controlling the electrophoretic deposition time(from 20 to 350 s). Changing the degree of oxidation caused the optical gap of GO to vary between 1.0 and 2.7 e V, and also impacted the edge of the conduction band and the Fermi energy for the sample. As a p-type semiconductor, a p-n junction can be formed between reduced GO and FTO. Under simulated sunlight irradiance of 100 m W·cm^-2, the GO film with a deposition time of 300 s and reduction time of 120 s produced the highest photocurrent density of5.25×10^-8A·cm^-2.

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期刊信息
  • 《物理化学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:中国科学技术协会
  • 主办单位:北京大学化学与分子工程学院承办
  • 主编:刘忠范
  • 地址:北京大学化学楼
  • 邮编:100871
  • 邮箱:whxb@pku.edu.cn
  • 电话:010-62751724
  • 国际标准刊号:ISSN:1000-6818
  • 国内统一刊号:ISSN:11-1892/O6
  • 邮发代号:82-163
  • 获奖情况:
  • 中文核心期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),荷兰文摘与引文数据库,美国科学引文索引(扩展库),英国科学文摘数据库,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),英国英国皇家化学学会文摘,中国北大核心期刊(2000版)
  • 被引量:24781