Facile Preparation Carbon-Doped TiO$lt;inf$gt;2$lt;/inf$gt; Nanotube Electrodes and Its Enhanced Photoelectrochemical Response

通过阳极氧化方法制备了TiO 2 纳米管薄膜, 在NaHCO 3 存在下对该薄膜进行热处理得到碳掺杂TiO 2 (C-TiO 2 )纳米管薄膜, 通过X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射光谱、电化学阻抗谱(EIS)和Mott-Schottky等方法对得到的薄膜进行表征。XRD结果表明C-TiO 2 纳米管薄膜中的TiO 2 主要为锐钛矿晶型; SEM结果显示薄膜存在纳米管结构; XPS分析表明C-TiO 2 纳米管薄膜中的C以替代型掺杂形式进入到TiO 2 晶格中; 光电化学性能测试显示, 相对于TiO 2 纳米薄膜, C-TiO 2 阻抗减小, 平带电位由–0.28 V负移至–0.38 V, 具有更好的紫外–可见光和可见光响应, 紫外–可见光下的光电流是未掺杂的1.7倍。利用阳极氧化的Ti丝作为光阳极和Pt丝作为对电极组装了染料敏化太阳能电池并进行了性能测试, 结果表明, 经过碳掺杂的Ti /TiO 2 丝为光阳极电池的短路电流密度和电池效率分别达到0.17 mA/cm 2 和3.8%, 较未掺杂的Ti/TiO 2 丝为光阳极的电池的短路电流密度和电池效率均增大, 表明适量的碳掺杂有利于提高电池效率。