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《具有量子尺寸表面的硅纳米线光电极制备及其光电化学性能研究》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。
1、AdvancesinEnvironmentalProtection环境保护前沿,2017,7(3),10-17PublishedOnlineJune2017inHans.http://www.hanspub.org/journal/aephttps://doi.org/10.12677/aep.2017.73B002FabricationandPhotoelectrochemicalPerformanceofSiNanowirePhotoelectrodeStructuredwithQuantumSizeSurfaceShiyiYu,HongtaoYu*SchoolofEnvironmen
2、talScienceandTechnology,DalianUniversityofTechnology,DalianLiaoningthththReceived:Apr.12,2017;accepted:June9,2017;published:June12,2017AbstractSiliconsemiconductormaterialhasstrongcompetitiveinphotocatalytic,butitisunstableinmoistenvironmentandaqueoussolutionasoxidizedtoinsulativesilicondioxideont
3、hesurface.AfterthesecondetchonSinanowires,quantumdotsandnanoporesareformedonmostpartofthesurfacewhichcanstabilizetheSinanowiresefficiently,andthehierarchicalSietchedfor3mi-nutesonthefirstetchshowsthebestperformance.Cyclicvoltammetrymeasurementsunderxe-nonlampirradiationdemonstratesthecurrentdeclin
4、eproportionfallofffrom34%to1.8%after20cycles,andthephotocurrentraiseto4timescomparingwiththeoriginalsmoothnanowires,meanwhile,absorbancyrisesobviously.KeywordsPhotoelectrocatalysis,QuantumSize,HierarchicalSi具有量子尺寸表面的硅纳米线光电极制备及其光电化学性能研究*于师懿，于洪涛大连理工大学环境学院，辽宁大连收稿日期：2017年4月12日；录用日期：2017年6月9日；发布日期：2017
5、年6月12日*通讯作者。文章引用:于师懿,于洪涛.具有量子尺寸表面的硅纳米线光电极制备及其光电化学性能研究[J].环境保护前沿,2017,7(3):10-17.https://doi.org/10.12677/aep.2017.73B002于师懿，于洪涛摘要硅材料在光催化领域优势明显，但稳定性较差，在潮湿空气及水溶液中易被氧化，表面形成不导电的二氧化硅层。通过对硅纳米线进行二次刻蚀，在纳米线表面形成量子点和纳米孔，可以有效稳定纳米线，且对一次刻蚀3min的纳米线优化效果最明显，循环伏安扫描20圈后，电流降幅从34%降至1.8%，光电流增致原来的4倍，吸光度也有明显增加。关键词光电催化，量子
6、尺寸，多级硅1.引言光催化技术是在污染控制领域中前景最好的技术之一，具有反应条件温和，能耗低，环境友好等优−+势，该技术利用光子激发出的半导体电子(e)、空穴(h)或羟基自由基(∙OH)产生能源[1][2]、降解污染物[3][4][5]、杀菌消毒[6]等。TiO2作传统光催化材料的代表，化学性质稳定，廉价易得，但其禁带宽度为3.2eV，仅能利用波长小于420nm部分的紫外光(占太阳能的4%~5%)，制约了其在光催化领域的实际应用。而为了达到太阳能最大效率的能量转换，要求半导体的禁带宽度在1.0~1.4eV之间[7]。硅半导体的禁带宽度为1.12eV，可吸收波长小于1100nm的光[8](占
7、太阳能的65%)，太阳能利用效率的理论上限为33%[9]，导带电势为−0.5eV(vsNHE)，光生电子还原能力较强。同时硅原料来源丰富，2−1−1加工技术成熟，且电子迁移率高达1450cm∙V∙S，在光催化还原降解污染物方面很有潜力。但是，由于单质硅的稳定性较差，在潮湿的空气及水溶液中容易钝化，表面形成SiO2绝缘层[10]，阻碍电子空穴向表面传输，使其实际应用受限。为保证硅的稳定性，通常采用3类方式——覆盖保护层，表
