在氮气环境下通过油酸在氧化铁纳米粒子表面热解制备的用于水分解应用的具有光电极化学活性的N吸附超薄TiO?层

摘要： 高性能光催化表面在能源领域备受青睐，主要因其可作为光解水电极的应用价值。当前该领域面临的核心挑战在于：如何在多种基底上制备出可控性高且高效的光活性表面。原子层沉积技术已能实现在各类材料与表面上沉积光活性二氧化钛薄膜，但通过氮掺杂来调控光活性表面吸收边（这是提升性能的有效手段）仍具技术难度。本研究提出基于朗缪尔-施莱弗法与原子层沉积的分级纳米结构表面制备方法：通过相对低温条件下催化分解氧化铁纳米颗粒的油酸封端层，继而进行氮吸附，从而制得具有水分解光电化学活性的超薄二氧化钛层。结果表明，简单的氮吸附就足以使二氧化钛层带隙变窄（达0.12电子伏特），其效果等同于替代式氮掺杂材料的带隙窄化程度。光催化活性测试显示，经氮吸附处理的二氧化钛层在水分解应用中活性提升约90%。