Z型异质结构Co3O4-Fe2O3复合物的制备及光电催化性能

张 英 芳， 马 红 超， 吕 佳 慧

( 大连工业大学 轻工与化学工程学院， 辽宁 大连 116034 )

0 引 言

光电催化技术是处理难降解有机废水的一种有效方法[1]。该方法具有简便、高效、易操作、不造成二次污染、适用范围广等优点，已成为近年来染料废水处理研究的重点和热点[2]。光电催化氧化过程的决定因素是光电极的选择。Co3O4作为性能优良半导体功能材料，属立方晶系，具有AB2O4尖晶石型晶体结构。Co3O4独特的结构特点使其在磁性、吸脱附、电导率以及催化等方面表现出特殊的性能，因而在气敏传感器、磁性材料、电化学器件、太阳能转换吸收、电致变色材料、催化剂等领域具有广泛的应用[3-5]。Co3O4自身有限的电活性位点和反应动力学迟缓特性导致其电催化性能不理想[6]，因此，越来越多的研究关注于为改善Co3O4的表面反应性能，以提高电荷转移能力和光生载流子分离效率及迁移速度。Di等[7]将Co3O4掺杂Bi3+降低了Co3O4电阻，提高了电荷传递速度使其具有更好的光电催化效果。郇伟伟等[8]对Co3O4掺杂CeO2，不仅能增加催化剂的表面积，而且能提高催化剂表面分子的反应速度。将Co3O4和其他半导体材料进行结合，通过相互之间的能级匹配来改善光生电子与空穴的分离，是改善Co3O4光电催化性能的有效方法。Fe2O3是一种禁带宽度小的半导体材料，能有效吸收利用可见光[9]。由于其在水介质中的稳定性、天然丰度和低成本，作为光电阳极及助催化剂方面得到了广泛的研究[10-12]。本研究采用简单的两步水热法在钛基底上制备了Co3O4-Fe2O3纳米结构电极以期增加光电催化活性。……