鋅修飾氧化鎢薄膜電極

鋅圖片

為了提高氧化鎢的光電化學性能,通常從以下幾個方面出發:

(1)在WO3上負載貴金屬單質,如Pt,Ag,Au等。把WO3塗在嵌有Ag網格的FTO上,測得的光電流密度是沒有嵌Ag網格時的2倍;

(2)在WO3體內摻雜適量的金屬離子或非金屬離子,用Ta5+離子摻雜WO3光電極,實驗表明Ta5+摻雜後的WO3比純的WO3的光電轉換效率更高;

(3)將WO3與其他無機半導體材料複合,採用浸漬法製備得到CuO/WO3複合材料,光催化實驗表明,可見光下CuO/WO3比TiO2表現出更高的光催化降解乙醛活性。

(4)將WO3與有機材料進行複合。可通過電化學方法分別合成製備出PBrT/WO3和PMOT/WO3複合材料,通過電化學測試表明這兩種複合材料與單純的WO3、PBrT以及PMOT相比,電化學活性均得到顯著提高。

本文主要研究Zn離子對電沉積納米WO3薄膜光電極的光電化學性能影響。採用簡單的陰極電沉積-浸漬法,在空氣中經450℃熱處理3h後製備得到鋅修飾氧化鎢(記作Zn-WO3)薄膜光電極。經過光電化學和光電催化活性測試,發現適量的Zn修飾WO3光電極,其光電流和光電催化活性與純的WO3相比,均有顯著提高。

製備方法:

(1)Pt電極為對電極,飽和的甘汞電極(SEC)為參比電極,清洗乾淨的氧化銦錫導電玻璃為工作電極。電沉積在室溫條件下進行,所加電壓為-0.6V,沉積時間為1h,得到藍色無定形的WO3-x•nH2O薄膜。

(2)在空氣中晾乾後,將無定形的WO3-x•nH2O薄膜置於馬弗爐中,在450℃下退火3h,升溫速率約為2℃•min-1,最後得到WO3薄膜光電極。

(3)Zn修飾WO3電極(記作Zn-WO3)製備採用電沉積-浸漬法,即將上述電沉積得到的無定形WO3-x•nH2O薄膜置於5mM的Zn(NO3)2溶液中浸漬。在空氣中晾乾後,將含有Zn的WO3薄膜置於馬弗爐中在上述相同條件下退火,最後得到鋅修飾氧化鎢薄膜電極。