TiO 2 纳米阵列光阳极光电催化水分解研究进展

发布时间：2024-03-31 12:56

　　光电催化水分解制氢是目前解决能源危机与环境污染最理想的技术之一.设计和构筑高效的光阳极是实现光电催化技术实际应用的关键.在众多半导体光阳极材料中,TiO₂纳米阵列由于其快的电荷传输速率,高的光热稳定性,无毒和成本低等优点,已经被广泛用于光电催化水分解反应的研究.但是TiO₂本征的光吸收范围窄、光生电荷复合率高、表面水氧化动力学缓慢严重地制约了其太阳能-氢能转换效率.我们结合近年来国内外及本课题组的研究工作详细论述了TiO₂纳米阵列的改性策略,主要包括利用元素掺杂来拓展TiO₂的光吸收范围并提高导电性,构筑异质结促进光电极电荷的分离与转移,半导体敏化增加光电极的可见光吸收并促进电荷转移,表面处理用于增加表面水氧化反应速率.最后指出了该材料发展现状,并对其发展前景做出展望.我们为进一步提高TiO₂纳米阵列的光电催化水分解活性提供了理论指导和实践借鉴.

【文章页数】：25 页

【文章目录】：
1 TiO2纳米阵列光电催化水分解反应
    1.1 TiO2纳米阵列光电极简介
    1.2 TiO2纳米阵列光电催化原理
2 元素掺杂的TiO2纳米阵列
    2.1 金属元素掺杂
    2.2 非金属元素掺杂
    2.3 Ti3+自掺杂
    2.4 元素双掺杂
3 异质结构建的TiO2纳米阵列
    3.1 半导体/TiO2异质结
    3.2 金属/TiO2异质结
4 半导体敏化的TiO2纳米阵列
    4.1 量子点敏化
    4.2 染料敏化
    4.3 贵金属表面等离子体共振效应
5 表面处理的TiO2纳米阵列
    5.1 助催化剂修饰
    5.2 表面缺陷工程
        5.2.1 气体等离子体刻蚀
        5.2.2 还原性溶剂处理
    5.3 表面电场构筑
    5.4 表面钝化层
6 结论与展望



本文编号：3943963