二氧化鈦(TiO₂)作為應用最廣泛的半導體材料,因其儲量豐富,結(jié)構(gòu)穩(wěn)定,環(huán)境友好等優(yōu)點,主要被應用在光、電催化領域。然而二氧化鈦較低的載流子分離傳輸效率嚴重地影響其進一步的應用。通過同質(zhì)結(jié)、異質(zhì)結(jié)的界面工程可以有效地提高表界面間分離傳輸效率調(diào)控。同時,通過氧空位(V_O,n型導電性)和鈦空位(V_Ti,p型導電性)的空位工程調(diào)控可以提高晶體本征分離傳輸效率。因此,在n型半導體二氧化鈦中通過界面氧空位和鈦空位的調(diào)控,不僅可以實現(xiàn)界面工程和空位工程的雙重優(yōu)勢,而且界面n-p效應還有利于載流子擇向傳輸,大幅度提高載流子的分離傳輸效率。晶體空位的構(gòu)筑通常需要高能量,本論文以界面氧高遷移率特性為核心,在溫和體系(350°C開放體系煅燒)中,實現(xiàn)了納米二氧化鈦的V_Ti和V_O的同質(zhì)構(gòu)筑,提高了載流子的界面n-p傳輸,揭示了界面n-p效應對光催化和電化學性能的影響機制。具體內(nèi)容如下:本論文首先實現(xiàn)了n型二氧化鈦半導體中的p型結(jié)構(gòu)構(gòu)筑。利用甘油鈦酯的界面富氧特性,成功合成出由空心管構(gòu)筑的含鈦空位和配...

【文章頁數(shù)】：132 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
Abstract
第1章 緒論
    1.1 引言
    1.2 二氧化鈦概述
        1.2.1 二氧化鈦的晶體結(jié)構(gòu)
        1.2.2 無定形相二氧化鈦
        1.2.3 二氧化鈦的光催化應用
        1.2.4 二氧化鈦的能源儲存應用
    1.3 二氧化鈦性能提升方法
        1.3.1 納米復合
        1.3.2 離子摻雜
        1.3.3 空位調(diào)控
    1.4 本論文的研究思路及研究內(nèi)容
    1.5 本論文采用的表征手段和測試方法
第2章 鈦空位/配位碳界面復合二氧化鈦的制備及其光催化/電化學性能研究
    2.1 前言
    2.2 實驗部分
        2.2.1 材料合成方法
        2.2.2 性能測試方法
    2.3 結(jié)果與討論
        2.3.1 形貌及結(jié)構(gòu)表征
        2.3.2 光催化性能研究
        2.3.3 儲鋰儲鈉性能研究
        2.3.4 載流子傳輸機制研究
    2.4 本章小結(jié)與展望
第3章 氧空位/鈦空位納米復合二氧化鈦的制備及其光催化/電化學性能研究
    3.1 前言
    3.2 實驗部分
        3.2.1 材料合成方法
        3.2.2 性能測試方法
    3.3 結(jié)果與討論
        3.3.1 形貌及結(jié)構(gòu)表征
        3.3.2 光催化性能研究
        3.3.3 儲鋰儲鈉性能研究
        3.3.4 載流子傳輸機制研究
    3.4 本章小結(jié)與展望
第4章 氧空位/鈦空位原子復合二氧化鈦的制備及其光催化/電化學性能研究
    4.1 前言
    4.2 實驗部分
        4.2.1 材料合成方法
        4.2.2 性能測試方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 形貌及結(jié)構(gòu)表征
        4.3.2 光催化性能研究
        4.3.3 儲鋰儲鈉性能研究
        4.3.4 載流子傳輸機制研究
    4.4 本章小結(jié)
第5章 結(jié)論與展望
    5.1 結(jié)論
    5.2 展望
致謝
參考文獻
攻讀博士期間的科研成果



本文編號：3762941