氧化物复合电极的构筑及光电性能的研究

　　

摘要：寻找并开发经济可行、稳定可靠且高效的光电极材料是光电化学（PEC）水分解领域亟待解决的关键挑战。在众多候选材料中，氧化钨（WO₃）凭借其独特的物理化学性质脱颖而出，成为备受青睐的优选材料之一。为了进一步优化氧化钨（WO₃）光电极的光电性能，本文选用了无毒、化学稳定性优异且资源丰富的α-Fe₂O₃，通过简单的水热法将其与WO₃有效结合，成功构筑了全氧化物WO₃/α-Fe₂O₃复合电极，并对其组织结构、光学性能和光电化学性能进行了表征分析。实验结果表明，在1.23 V vs. RHE的偏压条件下，该复合电极的光电流密度达到了0.56 mA/cm²，是WO₃光电极的1.87倍。这可归因于多方面的协同效应：WO₃一维纳米棒结构为电子提供了高效的传输通道，确保了高导电性；α-Fe₂O₃的引入不仅提高了可见光利用效率，还与WO₃形成了异质结结构，有效抑制了电子-空穴对的复合，促进了载流子的高效分离与传输，从而实现了光电性能的提高。本文为构筑经济、稳定且高效的光电极材料提供了一些理论参考。

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