CuWO4光電催化材料的制備及其氫處理改性的研究.pdf

1、面對(duì)越來(lái)越嚴(yán)重的環(huán)境污染和能源危機(jī)問(wèn)題，發(fā)掘新能源以及發(fā)開(kāi)新型的獲取清潔能源的技術(shù)刻不容緩。半導(dǎo)體光電催化技術(shù)憑借其廉價(jià)、無(wú)二次污染、穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)在人類利用太陽(yáng)能解決當(dāng)前能源危機(jī)和治理環(huán)境污染方面有著很大的應(yīng)用前景。一些金屬氧化物半導(dǎo)體作為傳統(tǒng)的催化劑研究的很多，如TiO2，ZnO， WO3，CeO2和α-Fe2O3及硫化物(CdS和ZnS)，但同時(shí)也暴露出了很多問(wèn)題，比如容易發(fā)生光腐蝕，載流子遷移率低，穩(wěn)定性差，對(duì)可見(jiàn)光利用率低等等

2、問(wèn)題。CuWO4作為一種新型的雙金屬氧化物，具有禁帶寬度窄，能吸收部分可見(jiàn)光，穩(wěn)定性好等優(yōu)點(diǎn)，而在近幾年中被廣泛研究。由于CuWO4是雙金屬氧化物，制備出的CuWO4多是粉體，但是在運(yùn)用于光電分解水時(shí)，一般需要制備為電極。所以制備CuWO4光陽(yáng)極并將其運(yùn)用于光電分解水中是目前需要研究的課題。另外CuWO4本身也存在著載流子分離效率低和傳輸性能低等缺點(diǎn)，所以在基于對(duì)CuWO4的改性研究中，本文用氫處理的方法對(duì)CuWO4進(jìn)行改性，提高了其光

3、電催化性能。
　　本論文的主要研究?jī)?nèi)容與結(jié)論分為兩部分：
　?、偬剿鰿uWO4/FTO光陽(yáng)極的制備方法：采用水熱法在FTO導(dǎo)電玻璃基底上制備合成了納米結(jié)構(gòu)的 CuWO4薄膜，并討論了不同水熱濃度、不同水熱溶劑對(duì)CuWO4薄膜的結(jié)構(gòu)影響，并且實(shí)驗(yàn)系統(tǒng)表征了水熱法制備 CuWO4/FTO的形貌、表面狀態(tài)、帶隙結(jié)構(gòu)和光電催化活性。結(jié)果表明，用水熱法成功制備出了長(zhǎng)在基底上的厚度為800nm左右的CuWO4薄膜，形貌為100-200n

4、m尺寸的納米顆粒，并用 XRD、EDX、XPS來(lái)表征了 CuWO4薄膜的結(jié)構(gòu)和晶型。電化學(xué)測(cè)試也表明制備的CuWO4薄膜具有優(yōu)異的光電催化性能和穩(wěn)定性。
　　②用氫氣處理水熱制備的CuWO4薄膜，并且探討了不同氫處理時(shí)間對(duì)CuWO4光電性能的影響。與未氫處理的CuWO4薄膜相比，最佳的氫處理時(shí)間是30min，其光電流密度在1.2 V vs.Ag/AgCl達(dá)到了0.75mA/cm2，是未氫處理的CuWO4薄膜光電流的三倍。初步探討了