纳米孔状氧化钨电极

電気化学的陽極酸化によるナノポーラス酸化タングステン電極の調製：

1）タングステンシートの処理方法：まずタングステンシートを10mm x 15mmの小片に切断し、水で紙やすりで磨いて表面を傷つけずに磨き、次にアセトン、イソプロパノール、メタノール、脱イオン水をそれぞれ超音波スプレーします。 １５分間洗浄した後、窒素を使用のために送風乾燥した。

２）陽極としてタングステン金属片、対極として１０ｍｍ×１５ｍｍの白金片を用い、電解槽内に配置し、２つの電極間の距離を２５ｍｍとした２電極陽極酸化法を用いた。電解槽を恒温水槽に入れ、水槽の温度を調整して反応温度を制御したところ、タングステンシートの反応面積は０．８８ｃｍ ２であった。異なる濃度のＮＨ ４ Ｆを含有する一定量の１ｍｏｌ ／ Ｌ（ＮＨ ４）２ ＳＯ ４溶液電解質を添加した。

３）製造されたＷＯ ３ナノ多孔性フィルムを脱イオン水ですすぎ、窒素下で乾燥させ、空気条件下、５℃／分の加熱速度でマッフル炉に入れ、一定時間設定温度に保った。室温まで冷却した後に取り出し、最後にエポキシ樹脂で封止してＷＯ ３ナノポーラス光電極を形成した。

光電気化学的性能：

1）量子変換効率

次の図は、異なる波長の単色光の下でのナノポーラス構造と緻密構造を持つWO 3電極の光電量子変換効率曲線を示しています電解液は0.5 mol / L H2SO 4溶液（pH = 0）と電極電位（対Ag）図から分かるように、ナノ多孔性電極は、３４０ｎｍの紫外領域で８９．５％の最大光電変換効率と、可視領域で４００ｎｍで２２．１％の変換効率とを有する。これは、ＷＯ ３の緻密な構造とは対照的である。 ３４０ｎｍおよび４００ｎｍにおける電極の変換効率は、わずか１９．２％および２．４％であり、ナノポーラス電極の変換効率よりはるかに低かった。

2）定常状態の光電流スペクトルと光​​変換効率

半導体光陽極によって生成された電流密度は、電極材料の光触媒活性を反映する。 2つの異なる構造の電極の定常状態の光電流スペクトルを下の図に示します。暗状態では、両方のサンプルの電流密度は0〜1.6V（vs.Ag / AgCl）の範囲で非常に弱く、これは0の値に近いことを示しています。高密度構造のＷＯ ３電極は、電子と正孔を分離して光電流を発生させることができない。光電極に光が照射されると、印加バイアス電圧が増加するにつれて光電流密度が増加し、ナノポーラスＷＯ ３電極によって生成される光電流は高密度構造電極の光電流よりはるかに高い。電位を１．６Ｖ（ｖｓ．Ａｇ／ＡｇＣｌ）にシフトすると、熱処理されたＷＯ ３ナノポーラス電極の光電流密度は５．８５ｍＡ ／ ｃｍ ２に達し、これは結晶質ＷＯ ３高密度電極の１．８２ｍＡ ／ ｃｍ ２の４．８８倍であった。これは、ナノポーラスＷＯ ３電極が大きな比表面積を有し、より強い光吸収能力を有するだけでなく、電解質との十分な接触も有し、光生成電子の透過により有利であり、それにより良好な光電特性を有するという事実に起因し得る。