光電催化水分解制氫是目前解決能源危機(jī)與環(huán)境污染最理想的技術(shù)之一.設(shè)計(jì)和構(gòu)筑高效的光陽極是實(shí)現(xiàn)光電催化技術(shù)實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵.在眾多半導(dǎo)體光陽極材料中,TiO₂納米陣列由于其快的電荷傳輸速率,高的光熱穩(wěn)定性,無毒和成本低等優(yōu)點(diǎn),已經(jīng)被廣泛用于光電催化水分解反應(yīng)的研究.但是TiO₂本征的光吸收范圍窄、光生電荷復(fù)合率高、表面水氧化動(dòng)力學(xué)緩慢嚴(yán)重地制約了其太陽能-氫能轉(zhuǎn)換效率.我們結(jié)合近年來國內(nèi)外及本課題組的研究工作詳細(xì)論述了TiO₂納米陣列的改性策略,主要包括利用元素?fù)诫s來拓展TiO₂的光吸收范圍并提高導(dǎo)電性,構(gòu)筑異質(zhì)結(jié)促進(jìn)光電極電荷的分離與轉(zhuǎn)移,半導(dǎo)體敏化增加光電極的可見光吸收并促進(jìn)電荷轉(zhuǎn)移,表面處理用于增加表面水氧化反應(yīng)速率.最后指出了該材料發(fā)展現(xiàn)狀,并對(duì)其發(fā)展前景做出展望.我們?yōu)檫M(jìn)一步提高TiO₂納米陣列的光電催化水分解活性提供了理論指導(dǎo)和實(shí)踐借鑒.

【文章頁數(shù)】：25 頁

【文章目錄】：
1 TiO2納米陣列光電催化水分解反應(yīng)
    1.1 TiO2納米陣列光電極簡介
    1.2 TiO2納米陣列光電催化原理
2 元素?fù)诫s的TiO2納米陣列
    2.1 金屬元素?fù)诫s
    2.2 非金屬元素?fù)诫s
    2.3 Ti3+自摻雜
    2.4 元素雙摻雜
3 異質(zhì)結(jié)構(gòu)建的TiO2納米陣列
    3.1 半導(dǎo)體/TiO2異質(zhì)結(jié)
    3.2 金屬/TiO2異質(zhì)結(jié)
4 半導(dǎo)體敏化的TiO2納米陣列
    4.1 量子點(diǎn)敏化
    4.2 染料敏化
    4.3 貴金屬表面等離子體共振效應(yīng)
5 表面處理的TiO2納米陣列
    5.1 助催化劑修飾
    5.2 表面缺陷工程
        5.2.1 氣體等離子體刻蝕
        5.2.2 還原性溶劑處理
    5.3 表面電場(chǎng)構(gòu)筑
    5.4 表面鈍化層
6 結(jié)論與展望



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