三氧化钨基光电极制备及其光电化学性能的分析

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1、论文作者签名：指导教师签名：论文评阅人1：评阅人2：评阅人3：答辩委员会主席：委员1：委员2：委员3：⑧PreparationofW03一basedphotoelectrodesandtheirphotoelectrochemicalPerformanceAuthor’Ssignature：Supervisor’Ssignature：E)【temalReviewers：ExaminingCommitteeChairperson：ExaminingCommitteeMembers：Dateoforaldefence：浙江大学研究生学位论文独创性声明

2、本人声明所呈交的学位论文是本人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。据我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表或撰写过的研究成果，也不包含为获得堑江太堂．或其他教育机构的学位或证书而使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示谢意。学位敝储虢纠缘签字嗍∥岁年；月咖学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解逝堑太堂有关保留、使用学位论文的规定，有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和磁盘，允许论文被查阅和借阅。本人授权逝堑太堂可以将学位论文的全部或部分内容编入有

3、关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存、汇编学位论文。(保密的学位论文在解密后适用本授权书)靴做储妣羽醵签字日期：≯刀；!年；月卅自导师签名：别历割签字日期：20B年3月摘要摘要近年来半导体光催化剂在能源和环境中的应用发展迅速，目前已有大量相关文献报道W03半导体材料，但W03自身存在一些缺点如禁带宽度相对较宽及光生载流子在W03本体中转移速度比较慢等，使其在实际中的应用受到限制。为了克服或者降低W03本身的缺陷，需要对w03进行修饰。本论文分别采用Fe(111)、Zn(11)和Cu(n)离子对W03薄膜进行表面修饰，初步研究了

4、它们的光电化学性能和对有机染料降解的光电催化活性，并初步探讨了光生载流子在这些半导体材料中的转移机理。本论文研究分为三个部分：(1)铁修饰三氧化钨光电极的制备及其光电化学和光电催化性能研究。通过简单的电沉积．浸渍法，经过高温退火后制备出Fe(1lI)修饰的W03薄膜光电极。产物经XRD、SEM、EDS、ESR等表征，表明Fe(IlI)分别以晶格Fe和Fe203两种状态形式存在于WO，薄膜中，且随着浸渍时间的增加，WO，晶体的粒径逐渐减小。经过光电化学分解水实验和光电催化降解亚甲基蓝实验发现，当Fe相对于W原子含量为1．12at％时，所测得的光电流

5、和光电催化活性均最大，分别约是纯的W03的6．8倍和3．4倍。论文中讨论了Fe(111)修饰使W03光电化学和光电催化活性提高的机理。(2)锌修饰三氧化钨光电极的制备及其光电化学和光电催化性能研究。我们采用了上述同样的制备方法制备了Zn(II)修饰W03薄膜光电极材料。首先采用阴极电沉积法在ITO导电玻璃上沉积一层无定形W03_x'nH20薄膜，将此无定形薄膜置于5mM的Zn(N03)2水溶液中浸渍不同时间，在空气晾干后置于马弗炉中，在450oC下退火3h后得到zn(II)修饰W03薄膜光电极材料。所制备得到的薄膜经过XRD、FE．SEM、uv．

6、Vis吸收光谱、PL发射光谱和Raman光谱等表征技术，分析了Zn(II)的含量对W03薄膜光电极的结构、形貌、光吸收和PL性能的影响。通过光电化学和光电催化降解孔雀绿(MG)实验，表明zn(II)的含量对W03薄膜光电极的光电流和光电催化活性具有显著的影响。Raman光谱结果表明Zn(II)在W03表面上形成ZnO颗粒，ZnO对W03所产生的光生e．-h+对起到了有效分离的作用，也是使W03光电流和光电活性增强的原因。(3)铜修饰三氧化钨光电极的制备及其光电化学性能研究。采用循环伏安法一步电沉积制备出Cu0D修饰W03薄膜，这种制备方法操作简单

7、，可重现性高。根据XRDI浙江人学硕士论文表征结果，通过计算Cu(II)．W03薄膜和W03薄膜的晶胞参数，说日)qCu-5W03发生共沉积，经过高温热处理以后cu掺杂进入W03晶格中。EDS表征说明在Cu．W03薄膜中，Cu相对于w的原子百分含量为1．43at％。通过在0．2M的Na2S04电解液、电压为0．8VVS．SCE条件下的光电化学实验，结果表明cu．W03薄膜光电极的电流密度是W03的2倍。PL发射光谱表明，Cu掺杂后W03晶体中的氧缺陷减少，故有利于改善W03的光电性能。关键词：W03光电极；电沉积；离子修饰；光电化学性能；光电催化

8、活性ⅡAbstractInrecentyears，semiconductorphotocatalystusedinthefieldofe