Bi2S3量子点敏化TiO2纳米阵列结构的制备及光电性能.pdf

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1、第31卷第6期无机化学学报Vo1．31No．62015年6月CHINESEJ0URNALOFIN0RGANICCHEMISTRY1091—1098Bi2S3量子点敏化TiO2纳米阵列结构的制备及光电性能卢永娟，贾均红2(西北民族大学化工学院，甘肃省高校环境友好复合材料及生物质利用省级重点实验室，兰州730030)(。中国科学院兰州化学物理研究所固体润滑重点实验室，兰州730030)摘要：利用水热法制备一维TiO纳米棒阵列，并采用化学浴沉积法(CBD)结合自组装技术在TiO：纳米棒上敏化Bi2S3量子点，形成TiOJBiS复

2、合纳米棒阵列。系统研究了复合结构的表面形貌、晶体结构、光学及光电性能。结果表明：在修饰有三氨丙基三乙氧基硅烷自组装单分子膜(APTS—SAMs1的TiO，纳米棒表面形成一层致密的Bi，S量子点敏化层，这一技术的关键是含．NH，末端的APTS—SAMs可有效促进BiS的异相成核作用；BiS的沉积时间对复合结构的光吸收及光电响应性能有决定性的影响，薄膜的光电流随着沉积时间呈先增加后减小的趋势．在沉积时间为20min时，光电流密度最大。这是因为随着沉积时间的增加，TiO纳米棒表面BiS量子点密度增大，光吸收增加；而当沉积时间进一

3、步延长时，Bi2S在TiO：纳米棒表面的大量负载而形成堆积和团聚．导致表面缺陷增多，光生电子复合几率增大，从而使光电流密度减小。关键词：TiO2纳米棒阵列；Bi2S3量子点；双功能分子；光电性能中图分类号：0646文献标识码：A文章编号：1001．4861(2015)06—1091．08DoI：10．1l862／CJIC．2015．155PreparationandPhotoelectricalPropertiesofBi2S3QuantumDotsSensitizedTiO2Nanorod-ArraysLUYong-Ju

4、anJIAJun—Hong(SchoolofChemicalEngineering,NorthwestUniversityforNationalities，Lanzhou730030，China)(EStateKeyLaboratoryofSolidLubrication,LanzhouInstituteofChemicalPhysics，ChineseAcademyofSciences，Lanzhou730000，China)Abstract：HydrothermallysynthesizedTiO2nanorodarr

5、aysonFTOglasssubstrateswerefunctionalizedwithuniformBi2S3quantumdotsbyCBDmethodcombinedwithself-assembledmonolayers(SAMs)．Thesurfacemorphology，structure，opticalandphotoelectrochemicalbehaviorsoftheTiOJBi2S3nanorodarraysareconsidered．TheresultsthatuniformBi2S3thinf

6、ilmsweredepositedonthesurfaceofTiO2nanorodsmodifiedbyAPTSSAMs．ThekeyofthetechnologyisthattheAPTSSAMpossessing-NH2functionalgroupscanbeemployedtocontrolnucleation．Moreover，thedepositiontimeofBi2S3thinfilmplaysakeyroleinthevisiblelightabsorptionaswellasphotoelectric

7、responseofTiO2／Bi2S3nanorodarays．Itrevealsthat，withtheincreaseofthedepositiontime，theJofcompositethinfilmfirstincreasedandthendecreased，andaJmaximumvalueof0．13mA-amreachedat20raindepositionofBi2S3．Theincreaseoff0rtheinitialdepositiontimecouldbeinterpretedastheresu

8、hofenhancedabsorptioninthevisiblelightrange．Furtherincreasethedepositiontimeresuhedinanobviousdecreasein上．ThisphenomenonmightbeattributedtoBi2S3overload