| 多孔硅/TiO2纳米线光阳极的制备及其光电催化性能 |
| Preparation and Photoelectrochemical Catalytic Properties of Porous Silicon/TiO2 Nanowires Photoanodes |
| 作者 | 单位 | E-mail | | 赵一铭 | 长春理工大学理学院, 长春 130022 | | | 杨继凯 | 长春理工大学理学院, 长春 130022 | jikaiyang0625@163.com | | 马福哲 | 吉林大学第一医院肾内科, 长春 130021 | mafuzhe2002@163.com | | 陈张笑雄 | 长春理工大学理学院, 长春 130022 | | | 魏子娟 | 长春理工大学理学院, 长春 130022 | | | 张宇飞 | 长春理工大学理学院, 长春 130022 | | | 成明 | 长春理工大学理学院, 长春 130022 | | | 杨雪 | 长春理工大学理学院, 长春 130022 | | | 肖楠 | 长春理工大学理学院, 长春 130022 | | | 王国政 | 长春理工大学理学院, 长春 130022 | | | 王新 | 长春理工大学理学院, 长春 130022 | | | 黄科科 | 吉林大学无机合成与制备化学国家重点实验室, 长春 130012 | |
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| 摘要: 使用金属辅助化学刻蚀（MACE）法与水热法，改变贵金属粒子的刻蚀时间，制备不同n型多孔硅/TiO2纳米线光阳极。通过扫描电镜（SEM）和X射线衍射仪（XRD）对光阳极样品进行表征，结果显示多孔硅宏孔的尺寸会随着刻蚀时间延长而增大，由0.1 μm变化到0.4 μm，多孔硅表面长有TiO2纳米线为金红石相及少量锐钛矿相。测试结果显示刻蚀35 min的多孔硅/TiO2样品具有最高的减反射率，在模拟太阳光下具有较高的光电流（光电流密度）活性，且在1.5 V外加偏压下具有最高的光电催化活性。这是由于刻蚀35 min的多孔硅基底具有优异的减反射性能，同时多孔硅与TiO2纳米线复合形成光阳极之后具有异质结效应和窗口效应，使得多孔硅/TiO2纳米线光阳极具有优异光电化学性能。 |
| 关键词: 硅 水热法 光水解 光催化 |
| 基金项目: 国家自然科学基金（No.51502023，11874091）、吉林省科技厅研发项目（No.20180201033GX，20160520114JH）、吉林省教育厅（No.20160358，JJKH20181103KJ）资助项目。 |
| Abstract: n-Type porous silicon were prepared by metal-assisted chemical etching (MACE) and then the porous Si/TiO2 nanowires photoanodes were prepared by hydrothermal synthesis. Samples were characterized by scanning electron microscope (SEM) and X-ray diffraction (XRD). The results showed that the macrospore size of the porous Si increases from about 0.1 to 0.4 μm with the increasing of etching time. Porous Si/TiO2 nanowires corresponded primarily to rutile phase and slight traces of anatase. The results showed that porous Si/TiO2 nanowires sample with etching for 35 min had the highest anti-reflectivity the corresponding photoanode showed the best photocurrent (photocurrent density) under simulated solar light. In addition, the photoelectric catalysis results showed that porous Si/TiO2 nanowires with etching for 35 min at 1.5 V showed the best catalytic activities, which is attributed to the anti-reflection, heterogeneous effect and window effect. |
| Keywords: silicon hydrothermal synthesis water splitting photolysis |
| 投稿时间：2018-10-15 修订日期：2019-03-05 |
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| 赵一铭,杨继凯,马福哲,陈张笑雄,魏子娟,张宇飞,成明,杨雪,肖楠,王国政,王新,黄科科.多孔硅/TiO2纳米线光阳极的制备及其光电催化性能[J].无机化学学报,2019,35(4):613-620. |
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