柠檬黄对TiO2光响应影响的研究

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摘要：本文以钛箔为阳极, 采用电化学方法制备了纳米TiO2，采用循环伏安法研究了柠檬黄@TiO2在离子液体[BMIm]PF6及I2-KI- [BMIm]PF6中的电子传递行为，并研究了柠檬黄@TiO2纳米管在离子液态[BMIm]PF6及I2-KI- [BMIm]PF6的光电效应，研究结果表明：柠檬黄对纳米TiO2的光电子传递速度加快。59208

毕业论文关键词：纳米TiO2，I2-KI- [BMIm]PF6，柠檬黄，光电效应

Abstract：In this paper, nano TiO2 was prepared by electrochemical method using titanium foil as a anode, and the electron transfer behavior of lemonyellow@TiO2 in ionic liquids [BMIm]PF6 and I2-KI- [BMIm]PF6 were investigated by cyclic voltammetry, respectively. Furthermore, the photoelectric effect of lemonyellow@TiO2 in liquid [BMIm]PF6 and I2-KI- [BMIm]PF6 was studied, respectively. The results show that the lemonyellow can greatly improve the photoelectron transition of TiO2.

Keywords: nano TiO2, I2-KI- [BMIm]PF6, methylene blue, photoelectric effect

1 前言 3

2 实验 3

2.1 试剂 3

2.2 仪器 3

2.3试验方法 3

3结果与讨论 4

3.1. 柠檬黄的吸收曲线 4

3.2. 纳米TiO2的SEM 4

3.3. 纳米TiO2的XRD 6

3.4. 不同电极在[BMIm]PF6中的循环伏安曲线 6

3.5. 柠檬黄@TiO2电极在I2-KI- [BMIm]PF6的CV 7

3.6. 柠檬黄@TiO2 /I2-KI- [BMIm]PF6电池的光电效应 8

结论 10

参考文献 11

致谢 12

1 前言

太阳能电池又称为“太阳能芯片”或“光电池”，是一种利用太阳光直接发电的光电半导体薄片[1，2]。它只要被光照到，瞬间就可输出电压及在有回路的情况下产生电流。市场上销售的光伏电池主要是单晶硅为原料生产的，但是生产过程能耗大，产生的有毒有害物质多，环境污染严重。单晶硅光伏电池的成本较高，限制了其进一步发展。染料敏化太阳能电池，是将一种色素附着在TiO2粒子上，然后浸泡在一种电解液中。色素受到光的照射，生成自由电子和空穴,自由电子被TiO2吸收，从电极流出进入外电路，再经过用电器，流入电解液，最后回到色素。染料敏化太阳能电池的制造成本很低，这使它具有很强的竞争力,它的能量转换效率为12%左右[3，6]，其主要优势是：原材料丰富、成本低、工艺技术相对简单，在大面积工业化生产中具有较大的优势，同时所有原材料和生产工艺都是无毒、无污染的，部分材料可以得到充分的回收，对保护人类环境具有重要的意义。

本文采用电化学方法合成了纳米TiO2，以柠檬黄敏化纳米TiO2，研究了其在离子液体1-丁基-3-甲基咪唑六氟磷酸盐（[BMIm]PF6）-KI-I2溶液中的光电效应。

2 实验

2.1 试剂

所有试剂均为分析纯。[BMIm]PF6购于中科院兰州化学物理所； 0.1mm钛箔购于上海国药公司。0.05μm氧化铝抛光粉，乙醚，乙醇，去离子水。用[BMIm]PF6为溶剂配制0.05M I2-0.5M KI；0.5%（w/V）Na2SO4-0.2M NaF水溶液电解液；5×10-5M柠檬黄水溶液。

2.2 仪器

50W全光谱太阳灯（紫外线含量2.5-3%）（杭州）；DH1718-C直流电源；10mm厚的石英光谱电解池（受光窗口面积1.0cm×0.8cm，CHI，USA）；所有的电化学实验采用CHI1230电化学分析仪（CHI，USA）：Guanwta FEC 450扫描电镜及（美国）QUANTAX 400能谱（EDS）（德国Bruker），SCINTXTRA X-射线粉末衍射仪（XRD）（瑞士），UV-1750紫外分光光度计（日本Shimadzu）。