随着人口的不断增加,能源的使用也变得越来越紧张,石油、煤、各种矿石的消耗量日益剧增,解决好能源问题已经成为了当今世界的首要任务。太阳能、风能、水能等新能源,在逐渐地走入了我们的生活中。太阳能一般指的是太阳光的辐射能量,转化形式一般为光电,光热和光化学三种形式。其中太阳能制氢是最近30～40年发展起来的,到目前为止,太阳能制氢主要的研究技术分为:光电化学分解水制氢、热化学法制氢、光催化法制氢等研究方法。本论文光阳极材料α-Fe₂O₃表面氧化水反应速率较慢以及电子空穴易复合等问题,通过表面修饰进行了改良。通过煅烧的方式,将两种材料（Na H₂PO₂和盐酸多巴胺简称,DA）放在管式炉惰性气氛中进行加热分解,产物吹扫到下游,α-Fe₂O₃的表面进行修饰改性,从而提高α-Fe₂O₃的光电催化性能。本论文研究的第一部分内容是DA对α-Fe₂O₃表面进行修饰,通过称取不同重量的DA,和α-Fe₂O₃电极一起放在管式炉中进行煅烧,DA在惰性气氛中碳化后附着在α-Fe₂O₃表面。一方面对α-Fe₂O₃表面起到了钝化作用,另一方面增加了材料的导电性,进而提高了光电转化效率。通过研究发现不同重量的DA会使α-Fe₂O₃纳米薄膜的形貌发生很大的变化。随着DA含量增加,α-Fe₂O₃纳米棒逐渐变粗。这是因为DA裂解产物,产生了N-掺杂的碳膜,将α-Fe₂O₃纳米棒均匀包裹住。碳膜厚度随着DA含量增加增厚。并且厚度在3-5nm效果最好,光电密度可达到1.64m A/cm^-2@1.23V vs RHE。本论文的第二部分内容是管式炉中利用磷酸盐对α-Fe₂O₃进行磷化反应。通过管式炉在300℃条件下加热1h,Na H₂PO₂的分解产物中PH₃气体会与α-Fe₂O₃发生反应,生成Fe-Pi物质,该类物质起到了抑制表面态的作用。表面态的抑制是水氧化金属氧化物光电阳极的普遍问题之一。对于α-Fe₂O₃,其表面态主要归因于表面氧空位。到目前为止,大多数表面钝化层都是金属氧化物。然而,氧空位在大多数金属氧化物中普遍存在。本文通过次磷酸盐低温分解,在α-Fe₂O₃表面形成磷酸铁（简称“Fe-Pi”）,使得材料表面电容和表面电阻得到有效降低,表面态得到有效抑制。相应光阳极的起始电位负移0.15V,从而使光电流密度增加到1.997 m A/cm^-2@1.23Vvs RHE。