第1章 绪论 1
1.1引言 1
1.2高度有序的TiO2纳米管阵列薄膜的应用 3
1.2.1光电解水制氢 3
1.2.2光催化 4
1.2.3太阳能电池 5
1.2.4传感器 6
1.2.5储氢 7
1.2.6生物医学 8
1.2.7其他 9
1.3高度有序的TiO2纳米管阵列薄膜的制备 9
1.3.1模板法 9
1.3.1.1以氧化铝为模板 9
1.3.1.2以纳米线为模板 11
1.3.2阳极氧化法 11
1.3.2.1 TiO2纳米管阵列的形成机理 12
1.3.2.2制备参数对TiO2纳米管阵列结构及性能的影响 14
1.4高度有序的TiO2纳米管阵列薄膜的改性 21
1.4.1染料敏化 21
1.4.2离子掺杂 22
1.4.2.1非金属离子掺杂 22
1.4.2.2金属离子掺杂 23
1.4.3金属沉积 24
1.4.4窄带半导体改性 25
1.4.4.1 CuO/Cu2 O改性 26
1.4.4.2 Fe2 O3改性 26
1.4.4.3 CdX（X=S、Se、Te）改性 27
1.5本文研究内容和意义 31
第2章 阳极氧化电流密度对TiO2纳米管阵列形貌的影响 34
2.1引言 34
2.2实验材料与方法 35
2.2.1实验原料、试剂及仪器 35
2.2.2实验过程和技术路线 36
2.2.2.1 TiO2纳米管阵列膜的制备 36
2.2.2.2 TiO2纳米管阵列表征 36
2.3实验结果与分析 36
2.3.1阳极氧电流密度对TiO2纳米管阵列形貌的影响 36
2.3.2 TiO2纳米管阵列的XRD分析 45
2.4本章小结 45
第3章CdS、CdSe在TiO2纳米管内的沉积机理与物性 47
3.1引言 47
3.2实验材料与方法 49
3.2.1实验原料、试剂及仪器 49
3.2.2实验过程和技术路线 50
3.2.2.1 CdS在TiO2纳米管内沉积改性 50
3.2.2.2 CdSe在TiO2纳米管内沉积改性 50
3.3实验结果与分析 51
3.3.1 CdS在TiO2纳米管内沉积改性 51
3.3.1.1浸渍时间对CdS形貌的影响 51
3.3.1.2先期导入离子浓度对CdS形貌的影响 52
3.3.1.3离子导入顺序对CdS形貌的影响 54
3.3.1.4洗涤对CdS形貌的影响 56
3.3.1.5 CdS形貌对改性纳米阵列的光学性能的影响 56
3.3.1.6 CdS形貌对改性纳米阵列的光电性能的影响 60
3.3.2 CdSe在TiO2纳米管内沉积改性及其性能 64
3.3.2.1 Se2-溶液中浸渍时间对CdSe形貌的影响 64
3.3.2.2 CdSe改性纳米管阵列的光学性能 66
3.3.2.3 CdSe改性纳米阵列的光电性能 69
3.4本章小结 73
第4章CdS -CdSe在TiO2纳米管内可控共沉积及物性 74
4.1引言 74
4.2 CdSe/CdS/TiO2纳米复合功能材料的构筑 77
4.2.1合成工艺 77
4.2.2参数控制 77
4.3材料表征与性能检测 78
4.3.1改性材料微结构 78
4.3.2改性材料的光学性能 78
4.3.3改性材料的光电性能 79
4.4实验结果与讨论 79
4.4.1改性材料微结构 79
4.4.1.1 CdS改性前后纳米管阵列的微观结构 79
4.4.1.2 CdSe改性后的CdS/TiO2纳米管微观结构 80
4.4.2改性材料的光学性能 84
4.4.2.1改性材料的UV-vis光谱分析 84
4.4.2.2改性材料的光学能带隙 87
4.4.3改性材料的光电性能 88
4.4.3.1改性材料的I -V曲线 88
4.4.3.2改性材料的最大光电流与沉积层厚度的关系 89
4.4.3.3改性材料的最大光电流与改性材料内径的关系 91
4.5本章小结 92
第5章Pt在CdSe/CdS/TiO2复合材料上的沉积及物性 94
5.1引言 94
5.2 Pt改性复合材料制备工艺 95
5.2.1实验原料 95
5.2.2 Pt-TiO2复合材料中Pt含量的设计 96
5.2.2.1沉积电压、时间对沉积过程的影响 96
5.2.2.2 Pt - TiO2体系中Pt含量的控制 97
5.2.2.3材料结构表征与性能测试 97
5.2.3 Pt-CdSe/CdS/TiO2复合材料的制备 98
5.2.3.1参数控制 98
5.2.3.2材料结构表征与性能测试 98
5.3实验结果与讨论 98
5.3.1沉积电压、时间对Pt-TiO2纳米管阵列性能的影响 98
5.3.1.1Pt - TiO2纳米管阵列的微观结构 98
5.3.1.2 Pt - TiO2纳米管阵列的光学性能 101
5.3.1.3 Pt - TiO2纳米管阵列的光电性能 103
5.3.1.4不同负载方式对Pt - TiO2纳米阵列性能的影响 105
5.3.2 Pt - CdSe/CdS/TiO2纳米管阵列的表征 106
5.3.2.1 Pt-CdSe/CdS/TiO2材料的微观结构 106
5.3.2.2 Pt-CdSe/CdS/TiO2材料的光学性能 107
5.4本章小结 109
第6章 总结与展望 110
6.1总结 110
6.2创新之处 111
6.3工作展望 112
参考文献 113