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光电化学全分解水产氢是一种既经济又对环境友好的获得氢能的方式。首先清洁的太阳能为生产氢气提供能量避免了使用矿石能源;其次氢气使用过程产生的唯一排泄物-水可以收集并作为生产氢气的原料,完成光电化学分解水的循环过程。然而目前利用光电化学分解水产氢的效率不高,主要原因是产氧半反应无论是热力学还是动力学都具有一定的困难。与产氢相比,水氧化反应的速率常数要低三个数量级,这也说明电荷在光阳极与电解液间转移阻力大。所以提高电极光电活性的指导思想是改善电极／电解液界面电荷传输。合适的助催化剂可以降低水氧化反应的势垒,减小电荷在电极／电解液界面传输的阻力。与单一光阳极相比,助催化剂的负载的确解决了电极与电解液之间的电荷传输慢的问题,同时也引入了新的界面：光催化剂与助催化剂之间的界面。而这一界面的电荷传输与电极的光电活性息息相关。研究助催化剂／光催化剂界面电荷传输性质对电极活性的解析、助催化剂的筛选及高效光阳极的构筑具有非常重要的意义。本论文以Fe2O3为光阳极材料,将不同产氧助催化剂沉积上在其表面,并将制备好的光阳极应用于光电化学氧化水。实验中结合电化学测试和表面光电压技术对不同助催化剂／光催化剂体系的界面电荷传输性质进行了研究。讨论了界面电荷传输性质对光阳极活性的影响。本论文的研究内容分以下三个部分：1.Ni(OH)2/Fe2O3光阳极界面电荷传输及活性研究：本部分工作以Ni(OH)2/Fe2O3为光阳极,应用在光电化学氧化水。实验中发现,随着助催化剂量的增加,电极的活性先升高后降低。光电压测试结果显示,随着Ni(OH)2负载量的增加,更多的空穴从Fe203转移到Ni(OH)2o这说明Ni(OH)2/Fe2O3界面电荷传输变得更顺畅。这不是电极的氧化水活性降低的原因。光电化学氧化尿素的实验发现：随着Ni(OH)2增多,光电流增加。这说明助催化剂／光催化剂界面电荷传输越畅通,电极的活性越高。而对于电极氧化水活性降低,我们猜测这是由于Ni(OH)2层的厚度增加导致电荷在Ni(OH)2体相传输受阻导致的。2. FeNi-LDHs/Fe2O3光阳极的助催化剂与电解液之间的电荷传输性质研究：该部分是尝试以电化学产氧的催化剂FeNi-LDHs作为助催化剂。通过暗电流与电荷注入效率的测试来研究不同Fe含量的FeNi-LDHs氧化水活性与界面电荷注入效率的关系。实验结果发现助催化剂修饰后电极的产氧活性与电荷注入效率大小顺序一致,同时与电极光电活性顺序也相同。这说明空穴注入电解液的效率决定了电极的活性。3.界面钝化对CoPi/Fe2O3光电化学活性的影响：通过前两部分的实验结果得到的结论：界面电荷的顺畅传输才是电极活性提高的原因。针对Fe2O3界面态能够捕获空穴,阻碍界面空穴的传输的问题,本部分工作用A1203修饰Fe203的表面,再将CoPi沉积在电极上。通过表面光电压与电化学测试探究A1203在电极活性提升中所起的作用。实验结果表明：A1203钝化了Fe203的表面态,使得空穴可以不经过表面态而直接被CoPi捕获,加快了界面电荷的传输,从而提高了电极活性。