不同復(fù)合中間層對Ti-SnO2-Sb-La電極性能影響及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究

不同復(fù)合中間層對Ti-SnO2-Sb-La電極性能影響及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究不同復(fù)合中間層對Ti/SnO2-Sb-La電極性能影響及其應(yīng)用基礎(chǔ)研究

摘要：

鈦基電極在能源領(lǐng)域中具有很大的應(yīng)用潛力，其中以鈦基電極上的SnO2-Sb-La薄膜電極作為二氧化錫銻鑭（SnO2-Sb-La）的基質(zhì)材料，因其優(yōu)越的光催化和電催化性能而備受關(guān)注。中間層材料對鈦基電極性能有著重要的影響。為了探究中間層對Ti/SnO2-Sb-La電極的影響及其應(yīng)用基礎(chǔ)，本研究采用不同的中間層材料，并通過實驗方法測定了電極的光催化活性、電催化性能和穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明，不同復(fù)合中間層對Ti/SnO2-Sb-La電極性能有顯著影響，能夠調(diào)控電極的表面形貌和結(jié)構(gòu)，提高電催化和光催化活性，并提升穩(wěn)定性，為進(jìn)一步提高電催化和光催化應(yīng)用的效能提供了基礎(chǔ)研究。

1.引言

能源危機(jī)和環(huán)境問題日益嚴(yán)峻，因此開發(fā)新型高效催化材料成為熱點研究領(lǐng)域。鈦基電極作為一種重要的電化學(xué)催化材料，由于其優(yōu)異的化學(xué)穩(wěn)定性、機(jī)械強(qiáng)度和導(dǎo)電性能，被廣泛應(yīng)用于光電催化、電催化還原等領(lǐng)域。其中，以鈦基電極上的SnO2-Sb-La薄膜電極作為二氧化錫銻鑭（SnO2-Sb-La）的基質(zhì)材料，其帶隙能夠調(diào)節(jié)到可見光范圍，因此在可見光催化應(yīng)用中具有重要意義。

2.實驗

2.1實驗材料

本實驗所用材料包括鈦片、SnCl2·2H2O、SbCl3、LaCl3、NaOH、HCl、乙醇和二氧化硅等。

2.2實驗方法

將鈦片經(jīng)清洗后，通過電沉積法在鈦片表面沉積一層SnO2-Sb-La薄膜，作為電極的激活層。接著，通過溶膠凝膠法制備不同復(fù)合中間層材料，并涂覆在SnO2-Sb-La薄膜電極上。最后，使用X射線衍射（XRD）、掃描電子顯微鏡（SEM）和透射電子顯微鏡（TEM）等技術(shù)對電極樣品進(jìn)行表征。

3.結(jié)果與討論

3.1中間層對電極表面形貌和結(jié)構(gòu)的影響

通過SEM和TEM觀察發(fā)現(xiàn)，不同復(fù)合中間層顯著影響了電極的表面形貌和結(jié)構(gòu)。例如，在使用TiO2和Au復(fù)合中間層的情況下，電極表面出現(xiàn)了更加規(guī)則和均勻的顆粒分布，在納米級別上呈現(xiàn)更好的結(jié)晶形貌。這種表面形貌和結(jié)構(gòu)的調(diào)控有助于提高電極的光催化和電催化活性。

3.2中間層對電極光催化和電催化性能的影響

通過光電流測試和電化學(xué)測試發(fā)現(xiàn)，不同復(fù)合中間層材料對電極的光催化和電催化性能有著顯著的影響。以TiO2和Au復(fù)合中間層為例，電極在可見光照射下表現(xiàn)出更高的光電流密度和更好的光電轉(zhuǎn)換效率；在電化學(xué)測試中，電極顯示出更低的電荷轉(zhuǎn)移電阻和更好的催化活性。

3.3中間層對電極穩(wěn)定性的影響

通過長時間循環(huán)測試發(fā)現(xiàn)，不同復(fù)合中間層能夠提高電極的穩(wěn)定性。例如，在使用TiO2和Au復(fù)合中間層的情況下，電極在長時間循環(huán)測試中表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性，電流密度和光電轉(zhuǎn)換效率的衰減更小。這可能是由于復(fù)合中間層具有較好的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和表面保護(hù)能力。

4.結(jié)論

本研究通過采用不同復(fù)合中間層材料，并通過實驗方法測試電極的光催化活性、電催化性能和穩(wěn)定性，得出以下結(jié)論：

1）不同復(fù)合中間層對Ti/SnO2-Sb-La電極性能有顯著影響，能夠調(diào)控電極的表面形貌和結(jié)構(gòu)。

2）不同復(fù)合中間層能夠提高電極的光催化和電催化活性，提高穩(wěn)定性。

3）本研究結(jié)果為進(jìn)一步提高電催化和光催化應(yīng)用的效能提供了基礎(chǔ)研究，為鈦基電極在能源領(lǐng)域的應(yīng)用提供了理論和實驗基礎(chǔ)。

盡管本研究在探究中間層對Ti/SnO2-Sb-La電極性能的影響方面取得了一定的研究成果，但仍需進(jìn)一步深入研究不同復(fù)合中間層材料的影響機(jī)制，以提高電催化和光催化應(yīng)用的效能通過本研究的實驗結(jié)果，我們可以得出以下結(jié)論：不同復(fù)合中間層材料對Ti/SnO2-Sb-La電極性能具有顯著影響，能夠調(diào)控電極的表面形貌和結(jié)構(gòu)。在光催化和電催化性能方面，不同復(fù)合中間層能夠顯著提高電極的光電流密度和光電轉(zhuǎn)換效率，并顯示出更低的電荷轉(zhuǎn)移電阻和更好的催化活性。此外，在電極的穩(wěn)定性方面，使用不同復(fù)合中間層的電極表現(xiàn)出更好的穩(wěn)定性，電流密度和光電轉(zhuǎn)換效率的衰減更小。這可能是由于復(fù)合中間層具有較好的晶體結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和表面保護(hù)能力?？傊?，本研究為進(jìn)一