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为了缓解能源枯竭和环境污染问题,寻找可替代的新型清洁能源成为问题的关键。氢能是一种理想的新能源,利用太阳能驱动半导体光电催化产氢被认为是解决环境问题和能源危机最有希望的解决方案之一。因此,本论文主要以增强Fe2O3光电催化性能为主线,采用非金属掺杂、构筑异质结和负载助催化剂等策略对Fe2O3进行修饰,制备出了B-Fe2O3、Fe2O3-Co3O4、Ni Fe-LDH@Fe2O3-g-C3N4三种光阳极。在AM 1.5G太阳光照射下,采用三电极系统对其光电化学性能进行了研究,具体研究内容和结果如下:(1)将铁盐、硝酸钠混合通过水热法在导电玻璃(FTO)上生长出Fe OOH前驱体,并将其浸泡在硼酸溶液中,后经管式炉煅烧合成了B-Fe2O3纳米粒子。通过SEM、TEM、XRD、XPS等相关表征,发现Fe2O3主要以颗粒的形式附着在FTO上,并证实了B的存在。电化学测试结果表明,在1.23 V时,B-Fe2O3的光电流密度为0.18 m A cm-2,与Fe2O3的光电流密度(0.09 m A cm-2)相比提高了2倍,且具有长达11 h的稳定性。(2)将铁盐、钴盐、硝酸钠混合利用一锅水热法合成Fe OOH/Co OOH前驱体,后经高温煅烧合成了Fe2O3-Co3O4光阳极。通过SEM、TEM、XRD、XPS等相关表征,证实了Co3O4成功引入到Fe2O3纳米阵列上。电化学测试结果表明,在1.23 V时,Fe2O3、Fe2O3-Co3O4光阳极的光电流密度分别为0.04 m A cm-2、0.58m A cm-2,光电流密度提高约15倍,且在11 h内具有优异的稳定性。(3)首先,采用高温煅烧三聚氰胺制备出氮化碳粉末。将铁盐、硝酸钠、氮化碳粉末混合溶解并通过水热法制备出Fe2O3-g-C3N4复合材料,利用电沉积技术将镍铁水滑石(Ni Fe-LDH)电沉积到Fe2O3-g-C3N4复合材料上,制备了Ni Fe-LDH@Fe2O3-g-C3N4光阳极。通过SEM、TEM、XRD、XPS等表征分析,证实了Ni Fe-LDH成功锚定在Fe2O3-g-C3N4复合材料上。电化学测试结果表明,在1.23 V时,Fe2O3的光电流密度为0.06 m A cm-2,而Ni Fe-LDH@Fe2O3-g-C3N4光阳极的光电流密度为0.28 m A cm-2,约提高了5倍,且可以持续进行水氧化15h以上。最后,通过比较三种光阳极的光电化学性能,发现Fe2O3-Co3O4和Ni Fe-LDH@Fe2O3-g-C3N4光电催化活性更好。在相同的外加电压1.23 V及光照条件下,这两种光阳极不仅可以增强光电流密度,而且起始电位也发生了一定的负移,表明其具有较大的研究潜力。