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具有显著增强电荷传输效率的组分渐变SnO2/TiO2双层化合物，用于自驱动水净化应用

DOI：10.1016/j.jallcom.2018.10.263 期刊：Journal of Alloys and Compounds 出版年份：2019 更新时间：2025-09-23 15:21:01
摘要： 为了充分发挥基于薄膜的二氧化钛（TiO?）光电极在透明自驱动光电化学（PEC）反应中的优势，我们人工设计了一种由SnO?和TiO?组成的成分梯度双层化合物结构。该结构展现出优异的光催化活性、充足的光电压及长期稳定性。通过溶胶-凝胶法涂覆SnO?/TiO?层后同步烧结的溶液工艺，制备出具有高效电荷传输效率和充足光电压的成分梯度SnO?/TiO?界面（G-SnTiO），其结构经透射电子显微镜、能量色散X射线光谱和二次离子质谱等多种分析方法验证。G-SnTiO结构的卓越性能源于异质结构界面的有效电荷分离（该界面缺陷减少），从而产生足以实现自驱动的充足光电压。为构建无需外接偏压且透明度损失极小的自驱动可持续整体电池，我们采用六面体结构制备了以G-SnTiO光阳极和Cu?O光阴极组成的两电极PEC电池，用于亚甲基蓝电解液脱色测试，结果显示其净化速率显著提升且耐久性优异。
作者： Joo Sung Kim，Young Been Kim，Seung Ki Baek，Young Dae Yun，Sung Hyeon Jung，Sung Woon Cho，Cheol Hyoun Ahn，Hyung Koun Cho
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

通过设计由SnO2和TiO2组成的成分梯度双层化合物，以最大化基于薄膜的TiO2光电极在透明自驱动光电化学（PEC）反应中的优势。

研究成果

成分梯度SnO2/TiO2双层光阳极展现出增强的光电化学性能，包括提高的电荷传输效率和足以支持自驱动应用的光电压。该研究成功开发出采用G-SnTiO光阳极和Cu2O光阴极的可持续且稳健的整体电池，显示出在水净化系统中的应用潜力。

研究不足

该研究聚焦于SnO2/TiO2双层光电极在PEC应用中的设计与性能，但未讨论溶胶-凝胶法和烧结工艺在大规模生产中的可扩展性与成本效益。

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