锌修饰氧化钨薄膜电极

锌图片

为了提高氧化钨的光电化学性能,通常从以下几个方面出发:

(1)在WO3上负载贵金属单质,如Pt,Ag,Au等。把WO3涂在嵌有Ag网格的FTO上,测得的光电流密度是没有嵌Ag网格时的2倍;

(2)在WO3体内掺杂适量的金属离子或非金属离子,用Ta5+离子掺杂WO3光电极,实验表明Ta5+掺杂后的WO3比纯的WO3的光电转换效率更高;

(3)将WO3与其他无机半导体材料复合,采用浸渍法制备得到CuO/WO3复合材料,光催化实验表明,可见光下CuO/WO3比TiO2表现出更高的光催化降解乙醛活性。

(4)将WO3与有机材料进行复合。可通过电化学方法分别合成制备出PBrT/WO3和PMOT/WO3复合材料,通过电化学测试表明这两种复合材料与单纯的WO3、PBrT以及PMOT相比,电化学活性均得到显著提高。

本文主要研究Zn离子对电沉积纳米WO3薄膜光电极的光电化学性能影响。采用简单的阴极电沉积-浸渍法,在空气中经450℃热处理3h后制备得到锌修饰氧化钨(记作Zn-WO3)薄膜光电极。经过光电化学和光电催化活性测试,发现适量的Zn修饰WO3光电极,其光电流和光电催化活性与纯的WO3相比,均有显著提高。

制备方法:

(1)Pt电极为对电极,饱和的甘汞电极(SEC)为参比电极,清洗干净的氧化铟锡导电玻璃为工作电极。电沉积在室温条件下进行,所加电压为-0.6V,沉积时间为1h,得到蓝色无定形的WO3-x•nH2O薄膜。

(2)在空气中晾干后,将无定形的WO3-x•nH2O薄膜置于马弗炉中,在450℃下退火3h,升温速率约为2℃•min-1,最后得到WO3薄膜光电极。

(3)Zn修饰WO3电极(记作Zn-WO3)制备采用电沉积-浸渍法,即将上述电沉积得到的无定形WO3-x•nH2O薄膜置于5mM的Zn(NO3)2溶液中浸渍。在空气中晾干后,将含有Zn的WO3薄膜置于马弗炉中在上述相同条件下退火,最后得到锌修饰氧化钨薄膜电极。