1. IntroductionSince the discovery

1. Introduction
Since the discovery of water can be split on TiO2 surface by photoirradiation, TiO2 has become an excellent photocatalyst to decompose organic compounds [1]. Thus, scientists have paid much attention to photocatalysis applications of TiO2 due to its excellent properties [2] and [3]. In recent years, TiO2 has been largely studied and has been used in gas sensing, water photoelectrolysis, photocatalysis, biocoatings and solar cells [4], [5] and [6]. Among the TiO2 structures, TiO2 nanocrystal film materials (such as TiO2 nanotubes, nanorods and nanowires) have been widely used in photovoltaic conversion techniques and photocatalysis applications for they can improve electron transport by providing direct electrical pathways for photogenerated electrons [7], [8] and [9]. But well aligned TiO2 nanotube arrays (TiO2 NTs) have been drawn much attention because of their large surface area and precisely oriented nature of the nanotube arrays, which can improve the charge-collection efficiency by promoting faster electrons/holes transport and slower recombination [10]. TiO2 NTs can be fabricated by various methods, such as deposition into a nanoporous alumina template, ZnO template, hydrothermal processes and anodic oxidation processes [11], [12], [13] and [14]. And the anodic oxidation process has become very useful in producing high-aspect-ratio TiO2 nanotubes arrays with controllable pore size and morphology [15].

As we know, the activity of TiO2 NTs is largely restricted to the ultraviolet region owing to the large band gap (3.0 eV for rutile phase and 3.2 eV for anatase phase), which only contributes to about 3–5% of the entire solar spectrum [16]. In order to improve the photocatalytic efficiency under visible light, various methods have been explored, especially sensitized with narrow band gap semiconductor materials [17], [18] and [19]. In particular, the band gap of CdS (Eg at room temperature is 2.4 eV) and its relatively high electronic injection efficiency makes it highly desirable for applications in photovoltaics and photocatalysis in comparison with other semiconductors [20]. In recent years, the CdS/TiO2 composite configuration has attracted great attention in various solar energy applications because of their matched band structures, complementary optical and photocatalytic properties [21] and [22]. Thus, various methods have been developed to fabricate CdS/TiO2 NTs, such as chemical bath deposition [23], electrodeposition [24], hydrothermal method [25], solvothermal method [26], successive ionic layer adsorption and reaction method (SILAR) [27]. And it has been demonstrated that the SILAR method is an effective method to prepare CdS/TiO2 NTs [28].

However, CdS semiconductor can not absorb visible light with wavelength longer than 520 nm, which reduces utilization ratio of solar light. Therefore, scientists tried to co-sensitize two different kinds of narrow band gap semiconductor materials to achieve high photovoltaic performance, such as CdSe/CdS/TiO2 NTs [29], CdTe/CdS/TiO2 NTs [30] and PbS/CdS/TiO2 NTs [31]. SnS2 is an n-type semiconductor with a band gap of 2.10 eV, and it has good stability in visible light-sensitive photocatalyst [32]. In this work, we successfully fabricated TiO2 NTs through anodic oxidation method in the ethylene glycol organic electrolyte system which contained ammonium fluoride, and then followed by SILAR method to prepare SnS2/CdS/TiO2 NTs. We did series of different experiments to discuss the effects on the UV–vis absorption and photocatalytic properties about the content of CdS and SnS2 nanoparticles, such as deposition time, deposition cycle and deposition concentration. We also described the photocatalytic mechanism of SnS2/CdS/TiO2 NTs to methylene blue (MB).

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

1. บทนำตั้งแต่การค้นพบของน้ำสามารถแยกบนพื้นผิวของ TiO2 โดย photoirradiation, TiO2 กลาย photocatalyst ยอดเยี่ยมในการย่อยสลายสารอินทรีย์ [1] ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์ได้จ่ายเงินให้ความสำคัญงาน photocatalysis ของ TiO2 เนื่องจากคุณสมบัติยอดเยี่ยม [2] และ [3] ในปี TiO2 ได้รับการศึกษาเป็นส่วนใหญ่ และมีการใช้ในการตรวจวัดก๊าซ photoelectrolysis น้ำ photocatalysis, biocoatings และเซลล์แสงอาทิตย์ [4], [5] และ [6] ระหว่างโครงสร้าง TiO2, TiO2 nanocrystal ภาพยนตร์วัสดุ (เช่น TiO2 nanotubes, nanorods และ nanowires) ได้แพร่หลายในงานเทคนิคและ photocatalysis แปลงพลังงานแสงอาทิตย์สำหรับพัฒนาขนส่งอิเล็กตรอน โดยการให้โดยตรงทางเดินไฟฟ้าสำหรับอิเล็กตรอน photogenerated [7], [8] [9] แต่ท่อนาโน TiO2 ชิดดีอาร์เรย์ (TiO2 NTs) ได้รับการดึงความสนใจมากเนื่องจากพื้นที่ผิวขนาดใหญ่และแม่นยำเน้นธรรมชาติของเรย์ทิวบ์ ซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพการเก็บค่าธรรมเนียม โดยการส่งเสริมการขนส่งอิเล็กตรอน/รูเร็วขึ้นและรวมตัวกันช้าลง [10] TiO2 NTs สามารถประดิษฐ์ ด้วยวิธีการต่าง ๆ เช่นสะสมเป็นแบบอลูมินา nanoporous แม่ ZnO, hydrothermal กระบวนการ และกระบวนการไลซิ [11], [12], [13] [14] และ และกระบวนการไลซิกลายเป็นประโยชน์มากในการผลิตสูงอัตรา TiO2 nanotubes อาร์เรย์ มีขนาดรูพรุนที่สามารถควบคุมได้และสัณฐานวิทยา [15]เรารู้ กิจกรรมของ TiO2 NTs ถูกจำกัดส่วนใหญ่เป็นเขตอัลตราไวโอเลตเนื่องจากช่องว่างขนาดใหญ่วง (eV สำหรับเฟส rutile และ 3.2 eV สำหรับระยะ anatase), ซึ่งเพียง ช่วยประมาณ 3-5% ของสเปกตรัมแสงอาทิตย์ทั้งหมด [16] เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพกระภายใต้แสงที่มองเห็น วิธีการต่าง ๆ ได้รับการสำรวจ ผมที่บอบบางโดยเฉพาะวงแคบวัสดุสารกึ่งตัวนำช่องว่าง [17], [18] [19] และ โดยเฉพาะอย่างยิ่ง ช่องว่างวงของแผ่นซีดี (Eg ที่อุณหภูมิห้องเป็น 2.4 eV) และประสิทธิภาพฉีดอิเล็กทรอนิกส์ค่อนข้างสูงทำให้ต้องสำหรับโปรแกรมประยุกต์ใน photocatalysis เมื่อเปรียบเทียบกับสารกึ่งตัวนำ [20] และแผงเซลล์แสง ในปี การกำหนดค่าคอมโพสิตแผ่นซี ดี/TiO2 ได้ดึงดูดความสนใจในพลังงานแสงอาทิตย์หลากหลายมากเนื่องจากโครงสร้างของพวกเขาวงตรง เสริมแสงและกระคุณสมบัติ [21] และ [22] ดังนั้น วิธีการต่าง ๆ ได้รับการพัฒนาเพื่อสาน ซี/TiO2 NTs สะสมสารเคมีน้ำ [23], เคลือบ [24], วิธี hydrothermal [25], วิธี solvothermal [26] ชั้นไอออนต่อเนื่องวิธีดูดซับและปฏิกิริยา (SILAR) [27] และมันได้ถูกแสดงให้เห็นว่า วิธีการ SILAR เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพเพื่อเตรียมซี ดี/TiO2 NTs [28]อย่างไรก็ตาม สารกึ่งตัวนำซีดีสามารถดูดซับแสงที่มองเห็น ด้วยความยาวคลื่นที่ยาวกว่า 520 nm ซึ่งช่วยลดอัตราการใช้ประโยชน์ของพลังงานแสงอาทิตย์ ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์พยายามร่วม sensitize สองชนิดของวัสดุสารกึ่งตัวนำช่องว่างวงแคบเพื่อให้แผงเซลล์แสงอาทิตย์มีประสิทธิภาพสูง เช่น CdSe/ซี ดี/TiO2 NTs [29], NTs ลลู/ซี ดี/TiO2 [30] และ PbS/ซี ดี/TiO2 NTs [31] SnS2 เป็นสารกึ่งตัวนำชนิด n ที่ ด้วยช่องว่างวงของ 2.10 eV และมีเสถียรภาพที่ดีในการมองเห็นได้ไวแสง photocatalyst [32] ในงานนี้ เราสำเร็จประดิษฐ์ TiO2 NTs ผ่านวิธีไลซิในระบบอินทรีย์อิเล็กโทรไลท์เอทิลีนไกลคอลซึ่งประกอบด้วยฟลูออไรด์แอมโมเนีย แล้ว ตาม ด้วยวิธี SILAR การเตรียม NTs SnS2/ซี ดี/TiO2 เราได้ชุดของการทดลองที่แตกต่างกันเพื่อหารือเกี่ยวกับผลกระทบต่อคุณสมบัติการดูดซึมและกระ UV – vis เกี่ยวกับเนื้อหาของซีดีและ SnS2 เก็บกัก เช่นเวลาสะสม วงจรสะสม และสะสมความเข้มข้น นอกจากนี้เรายังอธิบายกลไกกระของ NTs SnS2/ซี ดี/TiO2 ฟ้าเมทิลี (MB)

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

1. บทนำ
ตั้งแต่การค้นพบของน้ำสามารถแยกบนพื้นผิว TiO2 โดย photoirradiation, TiO2 ได้กลายเป็น photocatalyst ที่ดีเยี่ยมในการย่อยสลายสารอินทรีย์ [1] ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์ได้ให้ความสนใจมากกับการใช้งานของโฟโตคะตะไล TiO2 เนื่องจากคุณสมบัติที่ดีเยี่ยม [2] และ [3] ในปีที่ผ่าน TiO2 ได้รับการศึกษาส่วนใหญ่และมีการใช้ในการตรวจจับก๊าซ photoelectrolysis น้ำ photocatalysis, biocoatings และเซลล์แสงอาทิตย์ [4] [5] และ [6] ท่ามกลางโครงสร้าง TiO2 วัสดุฟิล์ม TiO2 nanocrystal (เช่นท่อนาโน TiO2, แท่งนาโนและ nanowires) ได้ถูกนำมาใช้กันอย่างแพร่หลายในเทคนิคการแปลงและการประยุกต์ใช้โฟโตคะตะไลสำหรับพวกเขาสามารถปรับปรุงการขนส่งอิเล็กตรอนไฟฟ้าโซลาร์เซลล์โดยการให้ทางเดินไฟฟ้าโดยตรงอิเล็กตรอน photogenerated [7] [8 ] และ [9] แต่สอดคล้องกัน TiO2 นาโนอาร์เรย์ (TiO2 NTS) ได้รับความสนใจมากเพราะพื้นที่ผิวขนาดใหญ่ของพวกเขาและมุ่งเน้นแม่นยำลักษณะของอาร์เรย์นาโนซึ่งสามารถปรับปรุงประสิทธิภาพค่าใช้จ่ายในการเก็บรวบรวมโดยการส่งเสริมอิเล็กตรอนได้เร็วขึ้น / การขนส่งหลุมและการรวมตัวกันช้าลง [10 ] NTS TiO2 สามารถประดิษฐ์โดยวิธีการต่างๆเช่นการสะสมเป็นแม่แบบอลูมิ nanoporous, ZnO แม่แบบกระบวนการและกระบวนการไฮโดรไลซิ [11] [12] [13] และ [14] และขั้นตอนการไลซิเดชั่นได้กลายเป็นประโยชน์อย่างมากในการผลิตสูงอัตราส่วนอาร์เรย์ TiO2 ท่อนาโนที่มีขนาดรูขุมขนควบคุมและสัณฐานวิทยา [15]. ที่เรารู้ว่าการทำงานของ TiO2 NTS ถูก จำกัด ส่วนใหญ่ในภูมิภาคอัลตราไวโอเลตเนื่องจากวงดนตรีขนาดใหญ่ ช่องว่าง (3.0 eV สำหรับเฟสรูไทล์และ 3.2 eV สำหรับเฟสแอนาเทส) ซึ่งจะก่อให้เกิดการประมาณ 3-5% ของสเปกตรัมพลังงานแสงอาทิตย์ทั้งหมด [16] เพื่อปรับปรุงประสิทธิภาพการใช้ปฏิกิริยาภายใต้แสงที่มองเห็นวิธีการต่างๆที่ได้รับการสำรวจโดยเฉพาะอย่างยิ่งไวด้วยวัสดุเซมิคอนดักเตอร์วงช่องว่างแคบ ๆ [17] [18] และ [19] โดยเฉพาะในแถบช่องของแผ่นซีดี (เช่นที่อุณหภูมิห้องคือ 2.4 EV) และค่อนข้างสูงที่มีประสิทธิภาพในการฉีดอิเล็กทรอนิกส์ของมันทำให้มันเป็นที่น่าพอใจอย่างมากสำหรับการใช้งานในระบบไฟฟ้าพลังงานแสงอาทิตย์และโฟโตคะตะไลในการเปรียบเทียบกับอุปกรณ์กึ่งตัวนำอื่น ๆ [20] ในปีที่ผ่านมาการกำหนดค่าคอมโพสิตซีดี / TiO2 ได้ดึงดูดความสนใจที่ดีในการใช้งานพลังงานแสงอาทิตย์ต่างๆเพราะโครงสร้างวงจับคู่ของพวกเขาเสริมคุณสมบัติทางแสงและปฏิกิริยา [21] และ [22] ดังนั้นวิธีการต่าง ๆ ได้รับการพัฒนาเพื่อสานซีดี / TiO2 NTS เช่นอาบน้ำสารเคมีการสะสม [23], อิเล็กโทร [24] วิธี hydrothermal [25] วิธี solvothermal [26] การดูดซับชั้นต่อเนื่องอิออนและวิธีการในการเกิดปฏิกิริยา (SILAR) [27] และได้รับการแสดงให้เห็นว่าวิธีการ SILAR เป็นวิธีที่มีประสิทธิภาพเพื่อเตรียมความพร้อมซีดี / TiO2 NTS [28]. อย่างไรก็ตาม, ซีดีเซมิคอนดักเตอร์ไม่สามารถดูดซับแสงที่มีความยาวคลื่นที่มองเห็นได้นานกว่า 520 นาโนเมตรซึ่งจะช่วยลดอัตราการใช้ประโยชน์ของแสงพลังงานแสงอาทิตย์ ดังนั้นนักวิทยาศาสตร์พยายามที่จะร่วมมีความรู้สึกสองชนิดที่แตกต่างกันของวัสดุช่องว่างแถบเซมิคอนดักเตอร์แคบเพื่อให้เกิดประสิทธิภาพเซลล์แสงอาทิตย์สูงเช่น CdSe / ซีดี / TiO2 NTS [29], CdTe / ซีดี / TiO2 NTS [30] พีบีเอส / ซีดี / TiO2 NTS [31] SnS2 เป็นสารกึ่งตัวนำชนิดเอ็นที่มีช่องว่างวง 2.10 eV และมีเสถียรภาพที่ดีในการมองเห็นที่ไวต่อแสง photocatalyst [32] ในงานนี้เราประสบความสำเร็จในการประดิษฐ์ TiO2 NTS ผ่านวิธีไลซิใน Ethylene Glycol ระบบอิเล็กโทรไลอินทรีย์ที่มีฟลูออไรแอมโมเนียมและแล้วตามด้วยวิธีการเพื่อเตรียมความพร้อม SILAR SnS2 / ซีดี / TiO2 NTS เราได้ชุดการทดลองที่แตกต่างกันเพื่อหารือเกี่ยวกับผลกระทบต่อการดูดซึม UV-Vis และคุณสมบัติออกไซด์เกี่ยวกับเนื้อหาของซีดีและอนุภาคนาโน SnS2 เช่นเวลาการปลดออกจากวงจรการสะสมและความเข้มข้นของสะสม นอกจากนี้เรายังอธิบายกลไกปฏิกิริยาของ SnS2 / ซีดี / TiO2 NTS กับเมทิลีนสีฟ้า (MB)