Fe和CoPi改性纳米晶WO3薄膜及其光电化学性能研究

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1、中图分类号——UDC．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．．硕士学位论文学校代码!Q主三三密级公珏Fe和Co／Pi改性纳米晶W03薄膜及其光电化学性能研究FeandCo／PimodifiednanocrytallineW03filmandtheirphotoelectrochemicalproperties作者姓名：学科专业：研究方向：学院(系、所)：指导教师：论文答辩日期垄!!：i：∥韩松化学物理化学化学化工学院李洁答辩委员会主席逝中南大年如B年j只原创性声明本人声明，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。

2、尽我所知，除了论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，也不包含为获得中南大学或其他单位的学位或证书而使用过的材料。与我共同工作的同志对本研究所作的贡献均已在论文中作了明确的说明。作者签名：日期：坦生年￡月摧日学位论文版权使用授权书本人了解中南大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留学位论文并根据国家或湖南省有关部门规定送交学位论文，允许学位论文被查阅和借阅；学校可以公布学位论文的全部或部分内容，可以采用复印、缩印或其它手段保存学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》，

3、并通过网络向社会公众提供信息服作者签名：导师签名日协吐月』社中南大学硕士学位论文摘要Fe和Co／Pi改性纳米晶W03薄膜及其光电化学性能研究摘要：纳米晶W03薄膜在光电化学池(PEC)qb因可见光利用率不足，光生载流子容易复合等缺点而效率较低，另外其电化学析氧反应在动力学上反应速率较慢，也间接阻碍了析氢反应，因此制约了其在光解水制氢体系中的应用。针对上述问题，重点研究了用Fe和钻基磷酸催化N(Co．Pi)对纳米晶W03薄膜表面进行改性修饰以减轻光生电子．空穴的复合来提高光电性能，并对其光生电子一空穴分离机制进行探究做了进一步探讨，以期对光阳极材料的改性做理论依

4、据。首次提出以FeCl3一CH3CHEOH为前驱体，采用滴涂．热处理方法对W03薄膜进行表面改性，并系统研究了前驱体浓度对薄膜光电性能的影响。结果表明，Fe(III)的引入不会破坏W03薄膜的本身形貌，XPS表征证明复合薄膜表面的Fe(⋯)的存在形式为仅．Fe203。机理研究表明，表面用Fe(III)改性后，复合薄膜对光吸收能力增强，带隙边缘在可见光区域发生了红移。最大光电流密度可达1．18mA／cm2(0．8VVS．Ag／AgCI)，比纯W03薄膜提高了80％。通过电沉积方法制备(Co．Pi)对W03薄膜进行表面改性，并且首次采用光辅助沉积方法制备Y(Co．

5、Pi)／W03，两种方法改性的W03薄膜表面形貌均未受到影响。电极稳定性测试表明(Co．Pi)／W03薄膜稳定性优于W03薄膜。光辅助沉积制备(Co．Pi)改性薄膜光电流比纯W03薄膜增大了300％。电化学析氧能力明显增强，与W03相比，Co／Pi．W03氧气析出初始电位减小了约400mV。Mort．Schottky测试表明Co／Pi．W03的平带电位较W03减小了O．1V。这表Bf](Co-Pi)的引入可减轻W03光生电子．空穴的复合。图48幅，表2个，参考文献93篇。关键词：三氧化钨；光阳极；Fe(III)改性；Co／Pi修饰；光电化学分类号：II中南大学

6、硕士学位论文Abst阳ctFeandCo／PimodifiednanocrytallineW03filmandtheirphotoelectrochemicalpropertiesAbstract：Nanocrytallinetungstentrioxide(w03)filmiSanattractivephotoanodeinthephotoelectrochemical(PEC)watersplittingsystem．However,theactualefficienciesweremuchlowerthanthetheoreticallimits．mos

7、t1ikelyduetothelowharvestingofthesunlightandthefastchargerecombination．Additionally,theoxygenevolutionreactionisthekineticallylimitingreactionandCanhinderproductionofH，whichrestrictsitsapplicationinthewatersplitting．111isworkfocusesonthedevelopmentofsynthesissurfacemodificationsofFe

8、andCo．phosphateoxyg