物理化学学报 >> 2019, Vol. 35 >> Issue (11): 1232-1240.doi: 10.3866/PKU.WHXB201901025
王海鹏1,官自超1,王霞1,金飘1,许慧1,陈丽芳1,宋光铃2,*(),杜荣归1,*()
收稿日期:
2019-01-09
录用日期:
2019-02-26
发布日期:
2019-03-14
通讯作者:
宋光铃,杜荣归
E-mail:guangling.song@hotmail.com;rgdu@xmu.edu.cn
基金资助:
Haipeng WANG1,Zichao GUAN1,Xia WANG1,Piao JIN1,Hui XU1,Lifang CHEN1,Guangling SONG2,*(),Ronggui DU1,*()
Received:
2019-01-09
Accepted:
2019-02-26
Published:
2019-03-14
Contact:
Guangling SONG,Ronggui DU
E-mail:guangling.song@hotmail.com;rgdu@xmu.edu.cn
Supported by:
摘要:
针对TiO2半导体不能有效吸收可见光,光电转换效率较低等问题,可通过对TiO2半导体进行修饰和改性,制备TiO2复合材料,提高其光电化学性能。因此,本工作以Ti表面制备的TiO2纳米管膜为基础,分别应用循环伏安电沉积法和脉冲电沉积法在膜表面先后沉积MoO3和ZnSe颗粒,获得具有级联能带结构的ZnSe/MoO3/TiO2纳米管复合膜,并将其应用于对403不锈钢(403SS)实施光生阴极保护。相较于纯TiO2纳米管膜,紫外-可见(UV-Vis)吸收光谱和光致发光(PL)谱测试表明,ZnSe/MoO3/TiO2复合膜的吸收边红移,在可见光区具有良好的光吸收性能,光生载流子复合得到更有效抑制。光电化学测试表明,白光照射下,处于0.5 mol·L−1 KOH溶液中的ZnSe/MoO3/TiO2复合膜的光电流密度达到了同条件下纯TiO2膜的2倍,可使与之耦连的浸泡于0.5 mol·L−1 NaCl溶液中的403SS电极电位下降470 mV,显示出良好的光生阴极保护效应。复合膜还具有一定的储能特性,在光照后又转为暗态的22.5 h内仍对403SS具有一定阴极保护作用。
王海鹏,官自超,王霞,金飘,许慧,陈丽芳,宋光铃,杜荣归. ZnSe/MoO3/TiO2复合膜的制备及其光生阴极保护效应[J]. 物理化学学报, 2019, 35(11), 1232-1240. doi: 10.3866/PKU.WHXB201901025
Haipeng WANG,Zichao GUAN,Xia WANG,Piao JIN,Hui XU,Lifang CHEN,Guangling SONG,Ronggui DU. Fabrication of a ZnSe/MoO3/TiO2 Composite Film Exhibiting Photocathodic Protection Effect[J]. Acta Physico-Chimica Sinica 2019, 35(11), 1232-1240. doi: 10.3866/PKU.WHXB201901025
1 |
Chen X. B. ; Mao S. S. Chem. Rev. 2007, 107, 2891.
doi: 10.1021/cr0500535 |
2 |
Li H. H. ; Chen R. F. ; Ma C. ; Zhang S. L. ; An Z. F. ; Huang W. Acta Phys. -Chim. Sin. 2011, 27, 1017.
doi: 10.3866/PKU.WHXB20110514 |
李欢欢; 陈润锋; 马琮; 张胜兰; 安众福; 黄维. 物理化学学报, 2011, 27, 1017.
doi: 10.3866/PKU.WHXB20110514 |
|
3 |
Zhang J. F. ; Wang Y. ; Shen T. K. ; Shu X. ; Cui J. W. ; Chen Z. ; Wu Y. C. Acta Phys. -Chim. Sin. 2014, 30, 1535.
doi: 10.3866/PKU.WHXB201405221 |
张剑芳; 王岩; 沈天阔; 舒霞; 崔接武; 陈忠; 吴玉程. 物理化学学报, 2014, 30, 1535.
doi: 10.3866/PKU.WHXB201405221 |
|
4 |
Liu C. B. ; Wang L. L. ; Tang Y. H. ; Luo S. L. ; Liu Y. T. ; Zhang S. Q. ; Zeng Y. X. ; Xu Y. Z. Appl. Catal. B- Environ 2015, 164, 1.
doi: 10.1016/j.apcatb.2014.08.046 |
5 |
Fujishima A. ; Honda K. Natrue 1972, 238, 37.
doi: 10.1038/238037a0 |
6 |
Yuan J. N. ; Tsujikawa S. J. Electrochem. Soc. 1995, 142, 3444.
doi: 10.1149/1.2050002 |
7 |
Ohko Y. ; Saitoh S. ; Tatsuma T. ; Fujishima A. J. Electrochem. Soc. 2001, 148, B24.
doi: 10.1149/1.1339030 |
8 |
Park H. ; Kim K. Y. ; Choi W. J. Phys. Chem. B. 2002, 106, 4775.
doi: 10.1021/jp025519r |
9 |
Zhu Y. F. ; Zhang J. ; Zhang Y. Y. ; Ding M. ; Qi H. Q. ; Du R. G. ; Lin C. J. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28, 393.
doi: 10.3866/PKU.WHXB201112163 |
朱燕峰; 张娟; 张义永; 丁敏; 漆海清; 杜荣归; 林昌健. 物理化学学报, 2012, 28, 393.
doi: 10.3866/PKU.WHXB201112163 |
|
10 |
Zhou H. L. ; Qu Y. Q. ; Zeid T. ; Duan X. F. Energy Environ Sci 2012, 5, 6732.
doi: 10.1039/c2ee03447f |
11 |
Xu H. ; Ouyang S. X. ; Liu L. Q. ; Reunchan P. ; Umezawa N. ; Ye J. H. J. Mater. Chem. A. 2014, 2, 12642.
doi: 10.1039/c4ta00941j |
12 |
Bai H. W. ; Liu Z. Y. ; Sun D. D. J. Am. Ceram. Soc. 2013, 96, 942.
doi: 10.1111/jace.12071 |
13 |
Zhang J. ; Du R. G. ; Lin Z. Q. ; Zhu Y. F. ; Guo Y. ; Qi H. Q. ; Xu L. ; Lin C. J. Electrochim. Acta 2012, 83, 59.
doi: 10.1016/j.electacta.2012.07.120 |
14 |
Zou X. J. ; Li X. Y. ; Zhao Q. D. ; Chen G. H. Chem. J. Chinese Univ. 2012, 33, 1046.
doi: 10.3969/j.issn.0251-0790.2012.05.033 |
邹学军; 李新勇; 肇启东; 陈国华. 高等学校化学学报, 2012, 33, 1046.
doi: 10.3969/j.issn.0251-0790.2012.05.033 |
|
15 |
Livraghi S. ; Paganini M. C. ; Giamello E. ; Selloni A. ; Valentin C. D. ; Pacchioni G. J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15666.
doi: 10.1021/ja064164c |
16 |
Park Y. ; Kim W. ; Park H. ; Tachikawa T. ; Majima T. ; Choi W. Appl. Catal. B- Environ. 2009, 91, 355.
doi: 10.1016/j.apcatb.2009.06.001 |
17 |
Zaleska A. ; Sobczak J.W. ; Grabowska E. ; Hupka J. Appl. Catal. B- Environ. 2008, 78, 92.
doi: 10.1016/j.apcatb.2007.09.005 |
18 |
Huang F. Z. ; Li Q. ; Thorogood G. J. ; Cheng Y. B. ; Caruso R. A. J. Mater. Chem. 2012, 22, 17128.
doi: 10.1039/c2jm32409a |
19 |
Momeni M. M. ; Ghayeb Y. J. Electroanal. Chem. 2015, 751, 43.
doi: 10.1016/j.jelechem.2015.05.035 |
20 |
Tatsuma T. ; Saitoh S. ; Ohko Y. ; Fujishima A. Chem. Mater. 2001, 13, 2838.
doi: 10.1021/cm010024k |
21 |
Hu J. ; Guan Z. C. ; Liang Y. ; Zhou J. Z. ; Liu Q. ; Wang H. P. ; Zhang H. ; Du R. G. Corros. Sci. 2017, 125, 59.
doi: 10.1016/j.corsci.2017.06.003 |
22 |
Hou Y. ; Li X. Y. ; Zhao Q. D. ; Chen G. H. ; Raston C. L. Environ. Sci. Technol. 2012, 46, 4042.
doi: 10.1021/es204079d |
23 |
Zhang N. ; Zhang Y. H. ; Pan X. Y. ; Yang M. Q. ; Xu Y. J. J. Phys. Chem. C. 2012, 116, 18023.
doi: 10.1021/jp303503c |
24 |
Kim H. ; Kim J. ; Kim W. ; Choi W. J. Phys. Chem. C. 2011, 115, 9797.
doi: 10.1021/jp1122823 |
25 |
Wang C. ; Wu L. X. ; Wang H. ; Zuo W. H. ; Li Y. Y. ; Liu J. P. Adv. Funct. Mater. 2015, 25, 3524.
doi: 10.1002/adfm.201500634 |
26 |
Sun S. P. ; Liao X. M. ; Sun Y. ; Yin G. F. ; Yao Y. D. ; Huang Z. B. ; Pu X. M. RSC Adv. 2017, 7, 22983.
doi: 10.1039/c7ra01164d |
27 |
Ashok A. ; Vijayaraghavan S. N. ; Nair S. V. ; Shanmugam M. RSC Adv. 2017, 7, 48853.
doi: 10.1039/c7ra08988k |
28 |
Liu Q. ; Hu J. ; Liang Y. ; Guan Z. C. ; Zhang H. ; Wang H. P. ; Du R. G. J. Electrochem. Soc. 2016, 163, C539.
doi: 10.1149/2.0481609jes |
29 |
ThanhThuy T. T. ; Feng H. ; Cai Q. Y. Chem. Eng. J. 2013, 223, 379.
doi: 10.1016/j.cej.2013.03.025 |
30 |
Nguyen V. ; Li W. L. ; Pham V. ; Wang L. J. ; Sheng P. T. ; Cai Q. Y. ; Grimes C. J. Colloid Interface Sci. 2016, 462, 389.
doi: 10.1016/j.jcis.2015.10.005 |
31 |
Guan Z. C. ; Wang H. P. ; Wang X. ; Hu J. ; Du R. G. Corros. Sci. 2018, 136, 60.
doi: 10.1016/j.corsci.2018.02.048 |
32 |
Zhu L. ; Peng M. M. ; Cho K. Y. ; Ye S. ; Sarkar S. ; Ullah K. ; Meng Z. D. ; Oh W. C. J. Korean Ceram. Soc. 2013, 50, 504.
doi: 10.4191/kcers.2013.50.6.504 |
33 |
Zhai C. Y. ; Zhu M. S. ; Lu Y. T. ; Ren F. F. ; Wang C. Q. ; Du Y. K. ; Yang P. Phys. Chem. Chem. Phys. 2014, 16, 14800.
doi: 10.1039/c4cp01401d |
34 |
Lorenz K. ; Bauer S. ; Gutbrod K. ; Guggenbichler J. P. ; Schmuki P. ; Zollfrank C. Biointerphases 2011, 6, 16.
doi: 10.1116/1.3566544 |
35 |
Guan D. S. ; Li J. Y. ; Gao X. F. ; Yuan C. RSC Adv. 2014, 4, 4055.
doi: 10.1039/c3ra44849e |
36 |
Antony R. P. ; Mathews T. ; Dash S. ; Tyagi A. K. ; Raj B. Mater. Chem. Phys. 2012, 132, 957.
doi: 10.1016/j.matchemphys.2011.12.041 |
37 |
He L. C. ; Zhang Y. A. ; Zhang S. L. ; Zhou X. T. ; Lin Z. X. ; Guo T. L. Mater. Technol. 2018, 33, 205.
doi: 10.1080/10667857.2017.1396776 |
38 |
Rengaraj S. ; Li X. Z. Chemosphere 2007, 66, 930.
doi: 10.1016/j.chemosphere.2006.06.007 |
39 |
Jing L. Q. ; Qu Y. C. ; Wang B. Q. ; Li S. D. ; Jiang B. J. ; Yang L. B. ; Fu W. ; Fu H. G. ; Sun J. Z. Sol. Energy Mater. Sol. Cells 2006, 90, 1773.
doi: 10.1016/j.solmat.2005.11.007 |
40 |
Wu Z. ; Wang Y. Y. ; Sun L. ; Mao Y. X. ; Wang M. Y. ; Lin C. J. J. Mater. Chem. A. 2014, 2, 8223.
doi: 10.1039/c4ta00850b |
41 |
Cummings C. Y. ; Marken F. ; Peter L. M. ; Tahir A. A. ; Wijayantha K. G. U. Chem. Commun. 2012, 48, 2027.
doi: 10.1039/c2cc16382a |
42 |
Park S. M. ; Yoo J. S. Anal. Chem. 2003, 75, 455A.
doi: 10.1021/ac0313973 |
43 |
Chen W. ; Du R. G. ; Ye C. Q. ; Zhu Y. F. ; Lin C. J. Electrochim. Acta 2010, 55, 5677.
doi: 10.1016/j.electacta.2010.05.003 |
44 |
Hamadou L. ; Kadri A. ; Benbrahim N. Appl. Surf. Sci. 2005, 252, 1510.
doi: 10.1016/j.apsusc.2005.02.135 |
45 |
Takahashi Y. ; Ngaotrakanwiwat P. ; Tatsuma T. Electrochim. Acta 2004, 49, 2025.
doi: 10.1016/j.electacta.2003.12.032 |
46 |
Chitrada K. C. ; Gakhar R. ; Chidambaram D. ; Aston E. ; Raja K. S. J. Electrochem. Soc. 2016, 163, H546.
doi: 10.1149/2.0721607jes |
[1] | 金飘, 官自超, 梁燕, 谭凯, 王霞, 宋光铃, 杜荣归. NiO/TiO2异质结构纳米管阵列膜对不锈钢的光生阴极保护及其储能性能[J]. 物理化学学报, 2021, 37(3): 1906033 - . |
[2] | 潘弘毅, 李泉, 禹习谦, 李泓. 多空间尺度下的金属锂负极表征技术[J]. 物理化学学报, 2021, 37(1): 2008091 - . |
[3] | 弓程,向思弯,张泽阳,孙岚,叶陈清,林昌健. LaCoO3-TiO2纳米管阵列的构筑及可见光光催化性能[J]. 物理化学学报, 2019, 35(6): 616 -623 . |
[4] | 裘建平,童怡雯,赵德明,何志桥,陈建孟,宋爽. TiO2纳米管电极上电化学还原CO2生成CH3OH[J]. 物理化学学报, 2017, 33(7): 1411 -1420 . |
[5] | 黄雅钰,方秋艳,周剑章,詹东平,时康,田中群. 光诱导约束刻蚀体系中的TiO2纳米管阵列光电极上Cu的沉积及抑制[J]. 物理化学学报, 2017, 33(10): 2042 -2051 . |
[6] | 余翠平,王岩,崔接武,刘家琴,吴玉程. TiO2纳米管阵列的多重改性及其在超级电容器中应用的最新进展[J]. 物理化学学报, 2017, 33(10): 1944 -1959 . |
[7] | 徐娟,刘家琴,李靖巍,王岩,吕珺,吴玉程. MnO2/H-TiO2纳米异质阵列的调控制备及超电容特性[J]. 物理化学学报, 2016, 32(10): 2545 -2554 . |
[8] | 汪倩雯,杜显锋,陈夕子,徐友龙. 锂离子电池TiO2纳米管负极材料[J]. 物理化学学报, 2015, 31(8): 1437 -1451 . |
[9] | 任中华, 陆跃翔, 袁航, 王哲, 于波, 陈靖. 常压微等离子体阳极与离子溶液界面的电荷转移反应[J]. 物理化学学报, 2015, 31(7): 1215 -1218 . |
[10] | 易超, 熊信柏, 邹智标, 李俊杰, 黄拓, 李彬, 马俊, 曾燮榕. 阳极氧化/GCD新工艺法制备镍基超级电容器薄膜电极[J]. 物理化学学报, 2015, 31(1): 99 -104 . |
[11] | 张剑芳, 王岩, 沈天阔, 舒霞, 崔接武, 陈忠, 吴玉程. 脉冲沉积制备Cu2O/TiO2纳米管异质结的可见光光催化性能[J]. 物理化学学报, 2014, 30(8): 1535 -1542 . |
[12] | 胡玉祥, 姜春香, 方亮, 郑分刚, 董雯, 苏晓东, 沈明荣. 氢氟酸腐蚀对α-Fe2O3薄膜光解水电极光电化学性质的影响[J]. 物理化学学报, 2014, 30(6): 1099 -1106 . |
[13] | 张卫国, 马晓龙, 许琰, 姚素薇, 王宏智. 热处理对[NiFe/Cu/Co/Cu]n多层纳米线磁性能的影响[J]. 物理化学学报, 2014, 30(4): 768 -772 . |
[14] | 钟晓聪, 桂俊峰, 于枭影, 刘芳洋, 蒋良兴, 赖延清, 李劼, 刘业翔. 合金元素Nd对Pb-Ag阳极在H2SO4溶液中电化学行为的影响[J]. 物理化学学报, 2014, 30(3): 492 -499 . |
[15] | 高素雯, 兰章, 吴晚霞, 阙兰芳, 吴季怀, 林建明, 黄妙良. 基于TiO2纳米管阵列的高效正面透光型染料敏化太阳能电池的制备及其光电性能[J]. 物理化学学报, 2014, 30(3): 446 -452 . |
|