1、國(guó)內(nèi)圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：TK121學(xué)校代碼：10213國(guó)際圖書(shū)分類(lèi)號(hào)：536.08密級(jí)：公開(kāi)理學(xué)碩士學(xué)位論文理學(xué)碩士學(xué)位論文硼和硼氮共摻雜二氧化鈦的光電性質(zhì)研究碩士研究生：李亮導(dǎo)師：楊玉林教授申請(qǐng)學(xué)位：理學(xué)碩士學(xué)科：無(wú)機(jī)化學(xué)所在單位：理學(xué)院答辯日期：2011年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)哈爾濱工業(yè)大學(xué)理學(xué)碩士學(xué)位論文I摘要能源問(wèn)題與環(huán)境問(wèn)題是目前以至未來(lái)較長(zhǎng)一段時(shí)間影響人類(lèi)社會(huì)發(fā)展的重要問(wèn)題。發(fā)展新能源與治理環(huán)境已經(jīng)成為人們迫切需要解決的重

2、大課題，而太陽(yáng)能光化學(xué)成為了解決能源與環(huán)境問(wèn)題的最有前景的解決途徑之一。本課題以二氧化鈦的改性為出發(fā)點(diǎn)，通過(guò)鈦酸四丁酯直接水解與水熱處理兩步反應(yīng)法制備出硼摻雜納米二氧化鈦粉體。發(fā)現(xiàn)硼摻雜的引入形成TiOB結(jié)構(gòu)，有利于改善粉體光電性能，并且，隨著摻雜含量的增加，粉體的光電性能有所提升。通過(guò)XRD、SEMTEM、XPS、FTIR以及UVvis對(duì)全系列硼摻雜二氧化鈦粉體進(jìn)行表征與測(cè)試。并將硼摻雜二氧化鈦粉體組裝成染料敏化太陽(yáng)能電池，優(yōu)化了光陽(yáng)

3、極的涂膜厚度。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，硼元素?fù)诫s以TiOB鍵和BOB鍵形式存在，隨著摻雜含量的增加，電池的短路光電流增大，開(kāi)路光電壓減??；相對(duì)于空白二氧化鈦制備的DSSC電池2.00%的轉(zhuǎn)換效率，硼摻雜二氧化鈦組裝的電池效率普遍提高，最高達(dá)2.39%。與此同時(shí)采用羅丹明B（RhB）降解反應(yīng)作為探針?lè)磻?yīng)，測(cè)試了硼摻雜二氧化鈦粉體的光催化性能，發(fā)現(xiàn)硼摻雜可以增強(qiáng)二氧化鈦粉體的光催化活性，光催化速率最高達(dá)到了空白二氧化鈦粉體的2倍。本實(shí)驗(yàn)結(jié)合文獻(xiàn)確認(rèn)了

4、通過(guò)氮摻雜可以窄化二氧化鈦粉體帶隙寬度，拓展吸收頻段（產(chǎn)生可見(jiàn)光吸收帶）。且硼元素與氮元素有較好的配伍性，不會(huì)產(chǎn)生互相抑制的效果。因此采用實(shí)驗(yàn)室自行設(shè)計(jì)的氣相強(qiáng)制摻氮反應(yīng)儀器對(duì)硼摻雜二氧化鈦粉體進(jìn)行氣相強(qiáng)制摻氮，制備了硼氮共摻雜二氧化鈦粉體。通過(guò)多種表征手段表征了硼氮共摻雜粉體的形貌、相組成、吸收光譜以及摻雜含量與狀態(tài)等。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明隨著反應(yīng)溫度的降低，反應(yīng)壓強(qiáng)（氨氣分壓）增大，反應(yīng)時(shí)間增長(zhǎng)，摻氮含量增加；反之，摻氮含量減小。隨著TiO