金屬鎢基三氧化鎢納米孔薄膜的制備及其光電催化性能.pdf

1、WO3是窄帶系半導體材料(2.5-3.0eV),對波長為400-500nm的可見光有著良好的響應,此外 WO3擁有良好的穩定性,因此在光催化領域中得到了廣泛的關注。WO3納米材料更是由于納米結構的特性使其具有更佳的光催化能力。陽極氧化的方法具有簡易、快速和易于調控的特點,是廣為使用的一種納米材料制備技術。相較于傳統的納米薄膜,利用陽極氧化技術制備的金屬鎢基三氧化鎢(WO3/W)納米孔薄膜材料,由于金屬鎢與納米薄膜層的自然結合,具有更好的

2、光生電子傳輸性能,因而成為近年來的研究的熱點。本論文重點研究了WO3/W納米孔薄膜電極材料的陽極氧化制備方法及其光電催化性能。在此基礎之上,通過光沉積的方法在WO3/W納米孔薄膜電極表面沉積了Co-Pi催化劑,以提高其光電催化性能和穩定性。
　　本文在含有0.3％ HF和0.3wt.% NaF的水溶液電解質體系中,研究了陽極氧化制備 WO3/W納米孔薄膜電極的影響因素。WO3/W納米孔薄膜電極的電鏡掃描圖(SEM)和線性伏安掃描曲

3、線(I-V)研究表明,影響電極制備的因素有電解液體系的組成、陽極氧化電壓、陽極氧化時間等。在該體系中可以制備出納米孔孔徑在50-100nm左右,孔結構分布均勻,形貌規整的WO3/W納米孔薄膜電極,制備的最佳條件為:陽極氧化電壓為60V,陽極氧化時間為60min。這種WO3/W納米孔薄膜電極可以表現出良好的光電催化性能,在外加電壓達到1.0V時,光電流可達到2.4 mA,光能量轉化效率達到60%。
　　在此基礎上,本文利用光輔助沉積

4、的方法在WO3/W納米孔薄膜電極表面進行了Co-Pi催化劑的沉積改性,并通過線性伏安掃描曲線(I-V),光轉化效率,穩定度,紫外可見漫反射光譜(UV-vis)和X射線光電子能譜分析(XPS)等方法對其進行了測試。沉積 Co-Pi催化劑后的WO3/W納米孔薄膜電極相比較單一的WO3/W納米孔薄膜電極,在同一外加電壓的條件下,光電流明顯增大,光轉化效率提高15%。對其進行電流-時間(I-T)曲線掃描,沉積Co-Pi催化劑后的WO3/W納米孔