【摘 要】
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光电化学（PEC）水解是解决能源短缺的有效手段之一。理论研究发现氧化铁（α-Fe2O3）是理想的PEC水解转化材料。但实际操作中,氧化铁并未表现出应有的完美性能,这由其本身多种固有的
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光电化学（PEC）水解是解决能源短缺的有效手段之一。理论研究发现氧化铁（α-Fe2O3）是理想的PEC水解转化材料。但实际操作中,氧化铁并未表现出应有的完美性能,这由其本身多种固有的缺陷所致,如空穴扩散距离短、空穴在氧化铁/电解液界面处传输电阻大。为此,开展了以下工作:（1）通过阳极氧化法在A3碳钢上制备氧化铁纳米管光阳极,并用L-半胱氨酸进行表面修饰来增强其PEC水解。分析发现,L-半胱氨酸提升氧化铁表面稳定性、降低界面电阻并促进空穴转移。（2）通过控制沉积时间来优化在FTO上电沉积出的氧化铁薄膜光阳极,再用光助电沉积法使NiOOH沉积在其表面来增强PEC水解。分析发现,NiOOH覆盖在Fe2O3表面构成的p-n异质结可加剧能带弯曲并促进载流子转移。（3）通过水热法合成出氧化铁纳米棒光阳极,并用第二步短时间高温退火来增强其PEC水解。结果表明高温退火使FTO中的Sn元素扩散到氧化铁中,加速电子传导,同时高温退火也使光阳极表面润湿性变好,使得电解质更易与光阳极表面的活性位点相接触。本工作中三种不同微观纳米形貌的光阳极有效地解决了空穴在氧化铁中扩散距离短的难题,同时用表面修饰手段解决了界面传输阻力大的问题,最终实现较好的PEC水解性能。
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