石墨烯-氧化钨复合薄膜的制备及界面电子传输特性.pdf

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1、物理化学学~(WuliHuaxueXuebao)OctoberActaP．一Chim．Sin．2014，30(10)，1957-19621957[Article】doi：10．3866／PKU．WHXB201408041www．whxb．pku．edu．cn石墨烯．氧化钨复合薄膜的制备及界面电子传输特性李文章刘洋李洁杨亚辉陈启元(湖南农业大学资源环境学院，长沙410128；中南大学化学化工学院，长沙410083)摘要：以偏钨酸铵为钨源、聚乙烯吡咯烷酮为连接剂，采用浸渍提拉法制备了石墨烯一氧化钨复合薄膜，利用X射线衍射(XRD)、扫描

2、电镜(SEM)、透射电镜(TEM)及Raman光谱等方法对复合结构材料进行了表征，并利用光电流测试、交流阻抗谱(EIS)、瞬态光电流谱和强度调制光电流谱等方法，研究复合薄膜电极在光电作用下界面上的载流子转移过程和电荷传输行为．结果表明，组成薄膜的氧化钨纳米颗粒与石墨烯充分复合，光电性能显著提高；与石墨烯复合后，薄膜的瞬态时间常数增大，电子一空穴对寿命延长：电子传输时间减少，为纯氧化钨薄膜的47．5％．关键词：氧化钨；石墨烯：复合薄膜：光电化学：界面电荷传输中图分类号：0644；0646SynthesisandInterfacialE

3、lectronTransferofaCompositeFiImOfGrapheneandTungstenOxideLIWen—ZhangLIUYangLIJieYANGYa—Hui’’CHENQi—Yuan(CollegeofResourcesandEnvironment,HunanAgriculturalUniversity,Changsha410128,PR．China；SchoolofChemistryandChemicalEngineering,CentralSouthUniversity,Changsha410083，PR

4、．China)Abstract：CompositefiImsofgrapheneandtungstenoxidewerefabricatedbydip-coatingwithammOniummetatungstateastheprecursorandpolyvinylpyrrolidoneasthebridgingagent．Theas-preparedcompositeswerecharacterizedbyX—raydifraction(XRD)，scanningelectronmicroscopy(SEM)，transmiss

5、ionelectronmicroscopy(TEM)，andRamanspectroscopy．Photocurrenttest，electrochemicalimpedancespectroscopy(EIS)，transientphotocurrentspectroscopy，andintensity-modulatedphotocurrentspectroscopywereusedtostudythetransferprocessandtransportbehaviorofthechargecarriersattheintef

6、aceofthefiImelectrodes．Theresultsshowedthatthetungstenoxidenanoparticlesweresuficientlycompositedwithgraphene．Theefnciencyofphotoelectricconversionimprovedsignificantly．Thetransientconstantandtheelectron．holeIifetimeincreasedaftertheincorporationofgraphene．Theelectront

7、ransittimeofthecompositef¨mwasreducedandwasfoundtobeonly47．5％ofthatofthetungstenoxidef¨m．KeyWords：Tungstenoxide；Graphene；CompositefiIm：Photoelectrochemistry；Interfacialelectrontransfer1引言受到了人们的广泛关注．在众多的半导体光催化制太阳能作为可再生能源。利用其制氢将有望解氢材料中，氧化钨因性能稳定、成本低廉等特点成决目前较为普遍的能源匮乏及环境污染问

8、题，因而为目前光催化领域的热点研究材料，但其光生电子一Received：May15，2014；Revised：July22，2014；PublishedonWeb：August4，2014．’CorrespondingauthorEm