全球能源危机引起全人类的恐慌,人们迫切需要寻找可替代新能源来摆脱自身面临的困境。目前,光催化技术的发展及应用,为解决环境污染和能源稀缺等问题提供了新思路。其中,光电解水产氢技术是当前开发及利用清洁能源氢气的有效途径之一。在光电化学水分解反应中,太阳光及半导体光阳极材料缺一不可,催化剂的性能直接决定了光电分解水反应的效率。因此,开发新型催化剂及改性光阳极材料使之在光电水分解领域得到有效应用是我们急需完成的任务。本实验主要利用电化学沉积,光还原沉积,煅烧,水热,电泳沉积等简单方法制备一系列新型Bi VO4基光电阳极材料。通过X射线衍射(XRD),扫描电子显微镜(SEM),透射电子显微镜(TEM)和紫外可见漫反射(DRS)等对样品进行结构,形貌及光学性能表征。通过线性扫描伏安曲线(LSV),时间-电流曲线(I-t),交流阻抗图谱(EIS),光电转化效率(IPCE)等对样品的光电化学性能进行了分析。光电化学水分解实验在自制H型光化学反应器中进行,对一系列合成的Bi VO4基光电极薄膜的光电解水产氢性能进行评估。主要研究内容如下:1.采用电化学沉积法和煅烧,光辅助乙二醇还原沉积等途径合成了金属-半导体Bi/Bi VO4薄膜。对光阳极样品在300 W氙灯,0.5 M Na2SO4电解液,外加偏压1.0 V条件下的光电化学分解水实验测试。结果表明,Bi/Bi VO4复合薄膜电极的光电解水产氢性能高于纯的Bi VO4膜,且光沉积60 min获得样品Bi/Bi VO4-60的光电性能最佳。这种新型光阳极材料的反应机理被提出。2.采用电化学沉积和煅烧途径合成多孔的Bi VO4薄膜。花状Cu S粉体催化剂通过简单溶剂热法制备。再采用滴涂法合成Cu S/Bi VO4复合薄膜材料。并测试在可见光下的光电化学性能及应用于光电化学分解水实验。结果表明,Cu S不仅有利于增强Bi VO4对可见光的吸收,而且有效促进光生载流子的分离,因而提高了本体Bi VO4的光电化学分解水性能。3.用一种改进的电化学沉积法结合煅烧,电泳沉积等技术,制备了叶状Bi VO4膜,Ni Fe2O4/Bi VO4和Co Fe2O4/Bi VO4复合物薄膜。实验证明,在模拟太阳光下,复合材料的光电性能优于纯的叶状Bi VO4薄膜。这是由于Ni Fe2O4,Co Fe2O4纳米粒子的引入不仅拓宽了Bi VO4的光吸收范围,而且加速电子-空穴对的分离,同时也起助催化剂的作用降低了产氧过电势。