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阳极氧化TiN薄膜制备N掺杂纳米TiO2薄膜及其可见光活性
  • ISSN号:1000-6818
  • 期刊名称:《物理化学学报》
  • 时间:0
  • 分类:O644[理学—物理化学;理学—化学] O646[理学—物理化学;理学—化学]
  • 作者机构:[1]复旦大学材料科学系,上海200433
  • 相关基金:国家高技术研究发展计划(863)(2006AA052121)、国家自然科学基金(20673028)、上海市浦江人才计划(2006年D类)、上海市重点学科建设项目(B113)及复旦大学本科生学术研究望道计划(08024)资助
中文摘要:

室温下通过电泳沉积(EPD)的方法在Ti片表面制备TiN薄膜,然后对TiN薄膜进行阳极氧化得到N掺杂多孔纳米结构的TiO2薄膜.利用X射线衍射(XRD),X射线光电子能谱(XPS),扫描电子显微镜(SEM)及光电化学方法对得到的薄膜进行表征.XRD测试结果表明,经过阳极氧化并在350℃空气气氛中退火1h的薄膜中存在锐钛矿晶型的TiO2.XPS的结果表明,样品中的N元素取代部分0,且N的摩尔分数为0.95%.SEM显示,经阳极氧化后薄膜表面出现多孔纳米结构.光电化学测试结果显示,阳极氧化提高了N掺杂TiO2薄膜在可见光下的光电响应.经阳极氧化并热处理的薄膜在0V电位及可见光照射下光电流密度为2.325μA·cm^-2,而单纯热处理的薄膜在相同条件下光电流密度仅为0.475μA·cm^-2.阳极氧化得到纳米多孔结构提高了N掺杂纳米TiO2薄膜的表面积,从而对可见光的响应增大.

英文摘要:

Nanostmctured N-doped TiO2 thin films were obtained by anodic oxidation of titanium nitride films, which were prepared by electrophoretic deposition (EPD) at room temperature on titanium foils. The resultanted thin films were characterized by X-ray diffraction (XRD), X-ray photoelectron spectroscopy (XPS), scanning electron microscopy (SEM), and photoelectrochemical methods. XRD patterns showed that anatase type TiO2 existed in the thin films after anodic oxidation and annealing at 350 ℃ in air for 1 h. According to XPS residual N atoms partially occupied O atom sites in the TiO2 lattice. A nanostructured surface containing nanosized holes was observed by SEM images of thin films after anodization. The photoelectrochemical response of the N-doped TiO2 thin film was enhanced after anodic oxidation and annealing treatment. The current density under visible light at 0 V was 2.325 μA ·cm^-2 while the current density of thin films only prepared after annealing using the same conditions was 0.475 μA ·cm^-2. The high photoelectrochemical response from visible light of N-doped TiO2 thin films resulted from their nanostructured surfaces that were created after anodic oxidation.

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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