导读:本文包含了光电化学效应论文开题报告文献综述及选题提纲参考文献,主要关键词:一维ZnO纳米线,p型,Sb掺杂,压电效应
光电化学效应论文文献综述
曹唱[1](2019)在《p型ZnO纳米材料的压电效应及其光电化学性能的研究》一文中研究指出利用太阳能制氢是解决能源危机和环境污染的主要方法之一。近些年,人们大力发展以半导体材料为主体的半导体光催化技术,可有效解决环境与能源问题。其中,二氧化钛(TiO2)和氧化锌(ZnO)作为金属氧化物半导体以其较好的稳定性、安全无害、成本低廉等优点被用于光电极领域的广泛研究。ZnO相对于TiO2有着更好的电子迁移率,其光生电子空穴复合率较低,从而可以更有效的提升光电极的量子效率。ZnO是一种短波长发光材料,特别在光电领域内有着很大的发展潜力,所以为了设计和制造高效的ZnO基光电子器件,ZnO p型和n型的制备是必不可少的。由于ZnO一般是n型导电,在PEC电池中通常作为光阳极产生O2,而使其作为光阴极电极直接用于产氢就需要制备ZnO的p型导电,然而ZnO应用于工业生产的进程还比较缓慢,其中一个重要原因就是在目前条件下难以得到稳定和低电阻的p型ZnO。为了提高光催化性能,加快光生电子空穴的有效分离和转移是重要解决方法之一。而利用ZnO的压电效应可以提供强电场来降低电荷的复合率,从而提升光电化学(PEC)性能。本文利用水热法制备p型ZnO纳米线(NWs),并且通过施加应变来实现压电效应,提高光电极的光电化学性能。首先,通过探索不同Sb的掺杂量和退火条件来确定制备p型ZnO NWs的所需的最佳条件。当Sb掺杂量在0.2%(0.2Sb/ZnO NWs)时,实验证明ZnO NWs相比于未掺杂的ZnO NWs可以达到较好的光电性能。通过退火处理后(0.2Sb/ZnO-anneal NWs),ZnOONWs光电极能将吸光范围拓宽到波长414 nm附近。经过莫特肖特基(Mott-Schottky)图的分析证明所制备的ZnO NWs是p型半导体。在标准模拟太阳光的照射下,O.2Sb/ZnO-anneal NWs的光电流密度在0 VRHE偏压下可以达到-0.85 mA/cm2,这是0.2Sb/ZnO NWs的3.3倍。通过Sb的掺杂和退火处理所制备的0.2Sb/ZnO-anneal NWs呈现出较好的稳定性,在室温储存6个月后,光电流密度变化较小,而p型导电的特性也没有发生改变。实验证明Sb的掺杂和退火可以有效的降低界面电荷转移电阻,从而提升了 PEC性能。其次,通过第一性原理计算的结果表明Sb掺杂退火后ZnO NWs的压电常数相对增大,所以选取所制备的0.2Sb/ZnO-anneal样品通过施加不同的应变来对比压电效应对光电性能的影响。实验发现在施加拉伸应变时可以进一步提高光电极的PEC性能。在0.6%拉伸应变下,0.2Sb/ZnO-anneal光电极的光电流密度达到-1.08mA/cm2,相对于未施加任何应变的ZnO NWs光电流密度增加了 27.4%,在1小时内,光解水制氢量可以达到559.5 μmol/cm2,计算得到的法拉第效率达到86.3%。压电效应所带来的变化是稳定持久的,并且不会改变ZnO的导电特性。压电效应可以为抑制光生电子空穴对的复合提供有效的驱动力,促进电荷转移从而改善PEC性能。(本文来源于《海南大学》期刊2019-05-01)
高双[2](2019)在《快速退火对氧化铁中掺杂钛的激活效应及其光电化学水分解性能影响的研究》一文中研究指出光电化学分解水体系是提供新型清洁能源的一条重要途径。掺杂的窄带隙半导体光阳极既具有较高的太阳光利用率,又能获得较好的电荷传输特性。但掺杂的有效性问题一直是制约光阳极光电化学性能的重要因素。高温退火可以使杂质原子发生更有效的替位,但是长时间的高温退火会对衬底造成破坏。针对以上问题,本文以钛掺杂氧化铁(Ti:Fe_2O_3)作为光阳极,进行高温快速退火处理,研究了高温快速退火对掺杂Ti原子的激活作用以及对Ti:Fe_2O_3光阳极的光电化学分解水性能的提升作用。具体研究内容如下:1.采用不同浓度(0%-10 a.t.%)的钛掺杂氧化铁(Ti:Fe_2O_3)作为光阳极,分别进行传统马弗炉500℃与高温快速退火炉700℃退火处理。测试结果表明,与传统退火方法相比,高温快速退火更加有效地激活了Fe_2O_3光阳极中掺杂的Ti,使Ti更有效地替位掺杂到Fe_2O_3晶格中:显着提高了载流子浓度、电导率以及电荷界面转移性能,得到了较大的光电流。其中,5%-Ti:Fe_2O_3-700的载流子浓度达到1.353×10~(19) cm~(-3),光电流达到了0.91mA/cm~2(1.23 V vs.RHE),分别为5%-Ti:Fe_2O_3-500样品的19.33倍、6倍。针对样品产氧动力学不足的问题,通过表面修饰Co-Pi作为助催化剂。结果表明:Co-Pi的修饰使开启电压和平带电位明显负移。2.采用激光退火的方式对5%-Ti:Fe_2O_3样品进行处理,通过调节脉冲激光的波长,激光脉冲能量和激光脉冲次数优化实验条件。结果表明:对于钛掺杂氧化铁光阳极,激光波长为450 nm、激光脉冲能量为15 mJ、脉冲次数为20次时,得到最优的光电化学性能:激光退火后样品的光电流为0.486 mA/cm~2(1.23 V vs.RHE),载流子浓度为1.29×10~(19) cm~(-3),分别是未退火样品的1.83倍和10.07倍,说明激光退火能够有效激活掺杂钛,提高样品的载流子浓度。而且电化学阻抗和电荷转移效率测试表明,激光退火同时提高了5%-Ti:Fe_2O_3的电荷传输和电荷转移能力。(本文来源于《东北师范大学》期刊2019-05-01)
王海花,何涛,董彦梓,韩冬,赵玉华[3](2018)在《Ni(OH)_2修饰对α-Fe_2O_3薄膜光电化学性能的增强效应》一文中研究指出利用一种简便的电沉积方法制备氧化铁薄膜,并在过程中引入Ni(OH)_2进行修饰,对具体电沉积实验参数进行优化,从而建立最佳制备条件。利用场发射扫描电子显微镜、X射线粉末衍射对Fe_2O_3/Ni(OH)_2光电极膜的结构进行表征。利用循环伏安和计时电流测量析氧过电位和光电流密度。结果表明,Ni(OH)2修饰的α-Fe_2O_3薄膜可提高光生电子与空穴的分离效率,从而显着提高光电催化活性。(本文来源于《工业催化》期刊2018年01期)
黄佳,吴小晗,陈彦涛,代世磊[4](2017)在《基于有机半导体与杂化半导体的场效应晶体管在化学和光电传感中的应用》一文中研究指出有机半导体与有机/无机杂化半导体由于其电荷输运机理与能带结构的独特性,具有比常规无机半导体材料更显着的环境敏感性,其电学性能会随着环境而变化。这在一方面导致了其电学性能稳定性较差的缺点,但另一方面也使其获得了作为传感材料的极大应用潜力。通过调控这两类半导体材料的稳定性与灵敏度之间的平衡,可以获得具有较好稳定性的传感器,并应用于化学传感、温度传感、光敏传感等领域。而场效应晶体管结构的引入,能进一步提升器件的可调控性,有效地提升其电流输出信号强度。基于有机半导体与有机/无机杂化半导体的场效应晶体管传感器也因此吸引着越来越多的研究兴趣。我们的工作聚焦于研究如何通过一些简单易行的方法来有效提高此类器件的性能。例如通过半导体/绝缘层之间的界面电荷陷阱效应、半导体分子结构的调控、半导体材料微结构的调控,在维持器件稳定性的前提下,来有效提高器件的灵敏度、反应速度、反应强度和选择性。(本文来源于《中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题H:光电功能高分子》期刊2017-10-10)
李帅[5](2017)在《基于光电效应的生物燃料电池在化学传感中的应用》一文中研究指出生物燃料电池(BFC)可通过氧化还原反应或光电转换产生信号,无需外部电源,多余能量还可进行储存,使传感器制备过程更加简单、检测费用更加低廉,有利于传感器向集成化、微型化方向发展。此外,生物燃料电池还具有效率高、无污染、燃料来源广泛、反应条件温和、操作简单、易于控制和维护、生物相容性好等优点,使其适合于生物大分子和DNA的化学传感分析。基于光电效应发展起来的光致电化学(PEC)技术使用光作为激发信号,检测光电效应产生的光电流,激发信号和检测信号分离可以大幅降低背景噪声,使其具有极高的灵敏度,非常适合用于化学传感领域。微流控纸芯片(μ-PADs)廉价、简便、无需复杂的外部设备,能够进行真正意义上一次性、便携式的分析,被普遍视为现场即时检测领域最有前途的分析设备之一。本文将光致电化学技术引入生物燃料电池,致力于设计制作简单、廉价、便携、自供能的微流控纸基化学传感器件,具体开展了以下几个方面的工作:1.通过简单的水热法在FTO芯片上生长了高度有序的单晶TiO_2纳米棒阵列,并通过捕获发夹DNA-CdS探针将CdS量子点(QDs)耦合在TiO_2纳米棒阵列上形成CdS@TiO_2敏化结构,拓宽了吸收光谱的范围,提高了光能的利用率,增强了光电流的强度。利用目标DNA和捕获发夹DNA-CdS探针的特异性DNA杂交反应诱导捕获发夹DNA-CdS探针发生构型变化,使其打开发夹,迫使CdS QDs远离TiO_2纳米棒阵列,破坏CdS QDs对TiO_2纳米棒阵列的敏化作用,从而导致光电流的猝灭。据此实现了目标DNA的超灵敏、特异性检测,为光电转换提供了一个新的思路。2.设计制备了基于中空通道的叁维微流控纸芯片,与纸通道相比,中空通道可大幅提高通道内流体的流速,节约分析时间,提高检测效率。此外,使用Ag纳米粒子(NPs)-石墨烯(Ag-G)纳米复合材料对纸电极进行了功能化处理,大幅提升了纸电极的导电性能。据此构建了葡萄糖/氧气生物燃料电池,在生物阴极,使用化学腐蚀法合成了纳米多孔PtNi,并通过纳米多孔Pt Ni和胆红素氧化酶(BOD)的协同催化作用实现了氧气的还原。在生物阳极,使用癌胚抗原(CEA)-Au NPs-葡萄糖脱氢酶(GDH)生物共轭体(CEA-Au-GDH)作为阳极催化剂实现葡萄糖的氧化,并利用CEA与CEA-Au-GDH之间的竞争免疫反应构建了生物燃料电池竞争免疫传感器,实现了无需外部能源的自供能、超灵敏现场即时检测。3.将光致电化学技术引入生物燃料电池,在生物阳极,通过一种简单的水热反应制备了内部中空、表面镂空的WO_3微球,利用CdS QDs对镂空WO_3微球的敏化作用和目标DNA诱导下捕获发夹DNA-CdS探针的构型变化构建了“信号猝灭性”光电燃料电池DNA传感器,实现了目标DNA的自供能、超灵敏、特异性检测。在生物阴极,引入了一种具有极大的表面积、出色的催化能力且长期稳定的材料——多孔Pt-Pd花状纳米粒子,有效地实现了氧气的催化还原。在叁维中空通道微流控纸芯片上集成纸基超级电容器,自动存储和释放光电生物燃料电池产生的电能,再使用万用表检测瞬时放大的光电流,摒弃了复杂的电化学工作站,充分实现了光电燃料电池的自供能、便携化。本文构建的“信号猝灭性”光电燃料电池DNA传感器对目标DNA具有较宽的线性检测范围(10 aM-100 pM),检测限低至3.7 aM,为居家和野外环境下灵敏、准确的化学传感提供了良好的检测平台。(本文来源于《济南大学》期刊2017-06-01)
贾素萍,梁敏敏,郭良宏[6](2008)在《苯乙烯致DNA间接损伤效应的光电化学生物传感器快速检测》一文中研究指出许多有机化合物自身没有致癌毒性,但进入生物体内,经过体内代谢酶的催化后转化成活性中间体,与DNA形成共价化合物.这些间接的损伤会最终导致DNA分子结构和功能的变化,对人类的健康造成威胁.因此,建立一种快速有效的方法检测间接致癌化合物对DNA的损伤,成为当前研究的热点.论文建立了一种新型的光电化学生物传感器来检测有机化合物苯乙烯对DNA的间接损伤效应,该传感器以层层自组装的方式将光电信号分子、双链DNA和血红蛋白组装在半导体电极上.在H2O2存在的条件下,传感膜中的血红蛋白可将苯乙烯转化为氧化苯乙烯,氧化苯乙烯扩散到膜内,与DNA形成加合物,引起DNA结构变化,导致光电分子光电流信号的增加.实验中,将修饰好的电极置于终浓度为2mM H2O2和2%苯乙烯(体积比)的混合液(pH7.3的磷酸缓冲液配制)中反应一段时间后,在电解质溶液中进行光电流检测.实验结果表明,光电流信号随着反应时间逐渐升高,在30min后趋于稳定,表明苯乙烯在传感膜上的氧化和DNA的损伤反应基本完成.与反应前相比,反应后光电流增加了40%,并且酶催化苯乙烯生成的氧化苯乙烯经紫外可见光谱得到验证.论文建立的光电化学生物传感器模拟了体内DNA损伤反应过程,能快速有效地检测苯乙烯对DNA的间接损伤效应,有望为有机化合物潜在基因毒性的风险评估提供一个快速筛查工具。(本文来源于《生态毒理学报》期刊2008年04期)
肖科[7](1988)在《半导体隔片电化学光电池——Ⅱ.双液结势越光电化学效应》一文中研究指出本文报道的CdSe SC-SEPs开路光电压达到1.96V,为了解释这一高于所用半导体材料本身禁带宽度E_8的光电压,提出了双液结势越光电化学效应机理,并据此讨论了进一步提高光电压和光电流的途径。(本文来源于《太阳能学报》期刊1988年03期)
光电化学效应论文开题报告
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
光电化学分解水体系是提供新型清洁能源的一条重要途径。掺杂的窄带隙半导体光阳极既具有较高的太阳光利用率,又能获得较好的电荷传输特性。但掺杂的有效性问题一直是制约光阳极光电化学性能的重要因素。高温退火可以使杂质原子发生更有效的替位,但是长时间的高温退火会对衬底造成破坏。针对以上问题,本文以钛掺杂氧化铁(Ti:Fe_2O_3)作为光阳极,进行高温快速退火处理,研究了高温快速退火对掺杂Ti原子的激活作用以及对Ti:Fe_2O_3光阳极的光电化学分解水性能的提升作用。具体研究内容如下:1.采用不同浓度(0%-10 a.t.%)的钛掺杂氧化铁(Ti:Fe_2O_3)作为光阳极,分别进行传统马弗炉500℃与高温快速退火炉700℃退火处理。测试结果表明,与传统退火方法相比,高温快速退火更加有效地激活了Fe_2O_3光阳极中掺杂的Ti,使Ti更有效地替位掺杂到Fe_2O_3晶格中:显着提高了载流子浓度、电导率以及电荷界面转移性能,得到了较大的光电流。其中,5%-Ti:Fe_2O_3-700的载流子浓度达到1.353×10~(19) cm~(-3),光电流达到了0.91mA/cm~2(1.23 V vs.RHE),分别为5%-Ti:Fe_2O_3-500样品的19.33倍、6倍。针对样品产氧动力学不足的问题,通过表面修饰Co-Pi作为助催化剂。结果表明:Co-Pi的修饰使开启电压和平带电位明显负移。2.采用激光退火的方式对5%-Ti:Fe_2O_3样品进行处理,通过调节脉冲激光的波长,激光脉冲能量和激光脉冲次数优化实验条件。结果表明:对于钛掺杂氧化铁光阳极,激光波长为450 nm、激光脉冲能量为15 mJ、脉冲次数为20次时,得到最优的光电化学性能:激光退火后样品的光电流为0.486 mA/cm~2(1.23 V vs.RHE),载流子浓度为1.29×10~(19) cm~(-3),分别是未退火样品的1.83倍和10.07倍,说明激光退火能够有效激活掺杂钛,提高样品的载流子浓度。而且电化学阻抗和电荷转移效率测试表明,激光退火同时提高了5%-Ti:Fe_2O_3的电荷传输和电荷转移能力。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
光电化学效应论文参考文献
[1].曹唱.p型ZnO纳米材料的压电效应及其光电化学性能的研究[D].海南大学.2019
[2].高双.快速退火对氧化铁中掺杂钛的激活效应及其光电化学水分解性能影响的研究[D].东北师范大学.2019
[3].王海花,何涛,董彦梓,韩冬,赵玉华.Ni(OH)_2修饰对α-Fe_2O_3薄膜光电化学性能的增强效应[J].工业催化.2018
[4].黄佳,吴小晗,陈彦涛,代世磊.基于有机半导体与杂化半导体的场效应晶体管在化学和光电传感中的应用[C].中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题H:光电功能高分子.2017
[5].李帅.基于光电效应的生物燃料电池在化学传感中的应用[D].济南大学.2017
[6].贾素萍,梁敏敏,郭良宏.苯乙烯致DNA间接损伤效应的光电化学生物传感器快速检测[J].生态毒理学报.2008
[7].肖科.半导体隔片电化学光电池——Ⅱ.双液结势越光电化学效应[J].太阳能学报.1988