【摘 要】
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二氧化钛（TiO2）具有非常稳定的物理化学性能、光稳定性能和光催化性能,被广泛应用到光降解污染物以及光解水制氢等光电催化领域。但是TiO2存在禁带宽度大,只能吸收紫外光,对可见光的敏感度很小。为了加宽TiO2的光吸收范围,增强其光电催化性能,对TiO2进行不同复合途径改性。二维半导体材料由于结构的原因与块体结构相比具有不同的性质,另外具有超薄、超轻和柔性等优秀特点,被学者们广泛关注。通过将二维半导
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二氧化钛（TiO2）具有非常稳定的物理化学性能、光稳定性能和光催化性能,被广泛应用到光降解污染物以及光解水制氢等光电催化领域。但是TiO2存在禁带宽度大,只能吸收紫外光,对可见光的敏感度很小。为了加宽TiO2的光吸收范围,增强其光电催化性能,对TiO2进行不同复合途径改性。二维半导体材料由于结构的原因与块体结构相比具有不同的性质,另外具有超薄、超轻和柔性等优秀特点,被学者们广泛关注。通过将二维半导体修饰到二氧化钛表面,可以拓宽二氧化钛在光电化学领域应用的广泛性,提高其光电性能。本文采用阳极氧化法制备TiO2基底,再利用化学气相沉积（CVD）的方式与二维半导体复合,以及探究TiO2的光电性能,然后通过XRD、XPS、EDS、拉曼等手段表征改性后的样品化学组成和结构特性,并利用电化学工作站和光解水制氢设备探究其光电性能。（1）以三氧化钼和硫粉为原料,化学气相沉积制备层状结构二硫化钼（Mo S2）修饰TiO2,并在此结构上沉积一层块状MoO2,形成异质结三明治结构,降低了光生电子和空穴的复合,提高载流子传输速度,复合物的制氢效率达到了98.34μmol·h-1·cm-2,提高了16倍,0 V偏压下光响应电流密度为1.2 m A·cm-2,是未经过修饰二氧化钛光电流密度的6倍。（2）在二氧化钛基底化学气相沉积分别复合纳米二硒化钼（Mo Se2）和硫硒化钼（MoSeS）。Mo Se2/TiO2与MoSeS/TiO2电荷转移电阻能显著降低,加快了载流子传输速度,表现出更高的光电响应以及制氢性能。并探索了不同沉积温度和沉积时间对复合材料的光电性能影响。结果表明MoSeS/TiO2在气流量125sccm,700℃的沉积温度下沉积40min的复合样品具有更优异的综合性能,产氢效率为85.93μmol·h-1·cm-2,是未经过修饰TiO2光电流密度的10倍,在0 V偏压下光响应电流密度为1.2 m A·cm-2,光转化效率达到了0.53%,是纯二氧化钛的6倍左右。过高的沉积温度和过长的沉积时间都会破坏复合样品的结构,导致光电性能有所下降。（3）为探究不同制备工艺对MoSeS/TiO2复合物的光电性能研究,通过异质取代法制备MoSeS复合TiO2,先沉积Mo S2再硒化和先沉积Mo Se2再硫化。结果表明MoSeS/TiO2的电荷转移电阻减小,可提高载流子传输速度;硫硒化钼与二氧化钛形成异质结,降低了光生电子和空穴的复合,在无偏压下光响应电流密度为0.8 m A·cm-2,比纯二氧化钛的电流密度增大了4倍。并且在不同的异质取代工艺下制备的MoSeS/TiO2,表现出不同的形貌和光电响应,在扫描电镜下先沉积Mo Se2再蒸发硫粉进行硫化所制得的复合样品表现出更好的片层状结构。
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