摘要: 经济的发展导致人类对能源的需求日益增加,作为主要能源的石油、煤的贮量已日益枯竭,开发高效、洁净的二次能源—氢能已经受到了高度重视.直接利用太阳能光解水制氢是解决世界能源危机的重要途径之一.目前,国内外对该领域的研究十分重视.该文以溶胶-凝... 展开 经济的发展导致人类对能源的需求日益增加,作为主要能源的石油、煤的贮量已日益枯竭,开发高效、洁净的二次能源—氢能已经受到了高度重视.直接利用太阳能光解水制氢是解决世界能源危机的重要途径之一.目前,国内外对该领域的研究十分重视.该文以溶胶-凝胶法及化学沉积法制备了单元TiO<,2>、二元CdS/TiO<,2>、三元CdS/WO<,3>/TiO<,2>纳米半导体电极.采用正交实验和单因素实验分别确定了这三种电极的最佳制备条件,探讨了各种因素对电极光电压的影响.采用XRD和SEM等分析手段对电极的性能进行了表征,分析了TiO<,2>不同晶型对电极光电压的影响.用溶胶-凝胶法及水浴化学沉积法制备TiO<,2>、CdS/TiO<,2>、CdS/WO<,3>/TiO<,2>电极的最佳制备条件及其光电压分别为:焙烧温度600℃,焙烧时间1h,提拉层数7层,光电压0.494V;焙烧温度450℃,Cd<'2+>浓度0.015 mol·L<'-1>,提拉层数3层,光电压0.795V;焙烧温度450℃,Cd<'2+>浓度0.0125 mol·L<'-1>,提拉层数12层,光电压0.842V.为了改善TiO<,2>电极的性能,在TiO<,2>溶胶中加入聚乙二醇,光电压达到0.545V;为了强化CdS/TiO<,2>电极的性能,采用溶胶-凝胶法及超声波化学沉积法制备了该电极.结果表明,由该法制备的电极晶粒粒径较小,光电压稳定,不易光腐蚀,但光电压不高.采用渗铝技术制备多孔钛片,结果证明制得的电极不仅比表面积增大,同时其粒径也变小.电极光电压有所增加.考察了各种外界条件对光电压的影响:光电压随光室溶液pH值增大及暗室溶液pH值减小而增大;在暗室溶液中加入Fe<'3+>,使CdS/WO<,3>/TiO<,2>电极的光电压达到1.060V;一定范围内,光照强度越大,光电压也越大.综合比较制备的单元TiO<,2>,二元CdS/TiO<,2>,三元CdS/WO<,3>/TiO<,2>半导体电极,可以看出其光生电压呈上升趋势,所以多元半导体复合应该成为未来的研究方向,以延长载流子寿命,提高量子效率. 收起