【摘 要】
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氧化亚铜（Cu2O）是一种禁带宽度较小的p型半导体材料,具有良好的光催化性能,广泛用于光催化领域。然而,Cu2O的光生电子-空穴容易复合,导致光催化活性较低。因此,如何降低Cu2O中
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氧化亚铜（Cu2O）是一种禁带宽度较小的p型半导体材料,具有良好的光催化性能,广泛用于光催化领域。然而,Cu2O的光生电子-空穴容易复合,导致光催化活性较低。因此,如何降低Cu2O中光生电子-空穴的复合一直是提高其光催化活性的关键问题。本研究通过半导体复合和降低Cu2O晶粒尺寸来提高Cu2O的光催化活性。本研究采用阳极氧化法制备纳米Cu2O和Cu2O/WO3复合半导体薄膜,研究了电压、温度、时间、电解液浓度以及退火等工艺参数对样品形貌和性能的影响,通过XRD、EDS、SEM、TEM、UV-vis光谱、I-t、Mott-Schottky、EIS等分析测试手段对Cu2O和Cu2O/WO3复合半导体的结构和性能进行了表征。研究结果表明:采用阳极氧化法在碱性和酸性溶液中均可以得到纳米Cu2O/WO3复合半导体,半导体复合可以有效提高Cu2O半导体材料的光电流密度和载流子浓度,从而提高Cu2O的光催化活性。在KOH溶液中10V电压下阳极氧化后再经350℃退火处理,得到了颗粒结构的Cu2O/WO3复合薄膜,其光电流密度达到最大值为1.977mA/cm2,是纯Cu2O薄膜的49倍。在HNO3溶液中0.6V电压下阳极氧化后再经400℃退火处理,制备出了纳米片状结构的Cu2O/WO3复合半导体薄膜,其光电流密度达到0.68mA/cm2,是纯Cu2O薄膜的17倍。与纯Cu2O半导体薄膜相比,Cu2O/WO3复合半导体薄膜大大增加了复合薄膜中的光电流密度和载流子浓度,提高了Cu2O的光催化活性。
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