CdS/TiO2纳米晶薄膜的原位法制备及光电化学性能研究

摘要： CdS/TiO2异质结薄膜因其优异的可见光催化性能, 在光催化领域引起了广泛关注。然而, 目前传统方法制备的CdS/TiO2薄膜可能存在交界面结合不紧密的问题, 不利于光生载流子在交界面处的传输。因此, 本研究基于原位转换的原理(TiO2→CdTiO3→CdS), 将TiO2纳米晶表层原位转换成CdS, 制备了CdS/TiO2纳米晶薄膜。采用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)和透射电子显微镜(TEM)手段对样品薄膜的形貌和结构进行了表征。由表征结果可知, 在TiO2纳米晶表面形成了CdS, 构成了交界面结合紧密的CdS/TiO2异质结薄膜。光电化学性能研究表明, 与传统的连续离子层吸附反应法(SILAR)制备的薄膜相比, 原位法制备的CdS/TiO2薄膜的光电流密度更高, 达到9.8 mA·cm-2(V=0.4 V (vs. RHE)); 交流阻抗谱(EIS)结果表明, 原位法制备的CdS/TiO2薄膜具有更小的电荷传输电阻, 说明原位法形成的CdS/TiO2异质结结合更紧密, 能减小光生载流子在CdS/TiO2界面处的传输阻力, 降低光生载流子在传输过程中的复合几率, 进而提高CdS/TiO2薄膜的光电化学性能。