CuInS2量子点敏化纳米晶TiO2光阳极的制备及电池性能的研究的中期报告.docx

CuInS2量子点敏化纳米晶TiO2光阳极的制备及电池性能的研究的中期报告
中期报告
一、研究背景及意义
随着能源问题的日益突出和环境污染的加剧，新能源技术的开发越来越受到人们的关注。光催化水分解作为一种新兴的制氢技术，具有无污染、可再生、高效率等优点，成为了研究的热点之一。光阳极是实现光催化水分解的重要组成部分。针对传统光阳极的缺点，如光吸收率低、光生电荷的复合速率快等问题，利用半导体量子点敏化纳米晶TiO2光阳极是一种被广泛研究的新型光阳极材料。
本研究选择CuInS2量子点(QDs)作为敏化剂，以纳米晶TiO2为基质材料，通过化学法制备CuInS2-QDs敏化TiO2光阳极，并研究其电化学性能，为光催化水分解提供优良的光电转化性能。
二、研究进展
1.合成纳米晶TiO2
采用溶胶-凝胶法制备纳米晶TiO2。首先，将钛(IV)丁酸异丙酯、乙醇和盐酸混合溶液搅拌反应、稀释、分装入玻璃烧杯中，并通过旋转蒸发的方式制得气态前驱体固体状态。然后，将前驱体样品在空气中煅烧，得到纳米晶TiO2样品。
2.合成CuInS2-QDs
采用热分解法制备CuInS2-QDs。首先，将铜、铟和硫溶液分别与十六烷基三甲基溴化铵、十二烷基乙基三甲基溴化铵和十二烷基氨基甲酸钠混合后，加热至180℃左右，反应2小时得到CuInS2-QDs。
3.制备CuInS2-QDs敏化TiO2光阳极
将CuInS2-QDs悬液滴加至纳米晶TiO2膜表面，在紫外灯照射下进行24小时的光照反应，得到CuInS2-QDs敏化TiO2光阳极。
4.研究光阳极的电化学性能
使用光电位法和电化学阻抗谱法研究CuInS2-QDs敏化TiO2光阳极的电化学性能。结果表明，CuInS2-QDs敏化TiO2光阳极的光电转化效率和光电流密度均有较大提高，且阻抗谱表现出了光敏效应。
三、阶段性结论
1.成功合成了纳米晶TiO2和CuInS2-QDs；
2.制备了CuInS2-QDs敏化TiO2光阳极；
3.研究了光阳极的电化学性能，结果表明CuInS2-QDs敏化TiO2光阳极具有较好的光电性能。
四、下一步研究方向
1.优化制备工艺，提高CuInS2-QDs敏化TiO2光阳极的光电转化效率；
2.研究CuInS2-QDs在TiO2中的分布情况和作用机制；
3.探究CuInS2-QDs敏化TiO2光阳极的光化学机制。