WO3/CdSx(CO3)1-X的制备及其光催化析氢性能的研究

魏学刚，王 梅

(1.青海师范大学 物理与电子信息工程学院， 青海 西宁 810016； 2.青海师范大学 研究生院， 青海 西宁 810008)

氢气(H2)作为清洁能源燃料被认为是未来替代化石能源燃料的最佳候选者[1].目前，H2的制备主要依靠传统的化工工艺来实现，但是采用化学工艺制备H2不仅需要消耗巨大的电力和煤炭能源而且还会排放出大量的二氧化碳并对环境造成严重的污染[2].近几十年发展起来的光催化制氢被认为是一种高效、清洁和无污染的新技术，利用太阳光照射半导体材料产生光电子将水分解为H2和氧气(O2)，从而有望摆脱人类对化石能源的依赖[3].在众多半导体材料中，三氧化钨(WO3)作为一种过渡金属氧化物，具有合适的光学带隙(2.8 eV)和光学稳定性，能够很好地对可见光进行响应，并且对电子传输性能良好[4].但是，单一的WO3半导体在光照条件下产生的电子-空穴对很难发生分离，这严重地制约了WO3作为光催化剂的应用.最近实验研究表明，构建直接Z型异质结构是一种高效解决光催化剂中电子-空穴对复合的有效手段[5，6].

近几年，大量的实验研究表明硫化镉(CdS)半导体作为光催化材料能够带来较佳的析氢性能，但是CdS材料在光照射条件下极容易发生光腐蚀，从而严重地制约了其在光催化领域的应用[7].然而，碳酸镉(CdCO3)半导体材料实验研究表明其具有较高的稳定性，但是禁带宽度较大，对太阳光的响应范围较小[8].为了利用它们各自的优点，本文通过水热法成功地制……