Fe2O3光电极的制备及其光电催化性能的研究文献综述
2020-04-30 04:04
文 献 综 述 1972年,Fujishima和Honda两位日籍教授在《自然》杂志上发表了一篇利用n-型金属氧化物半导体TiO2电极实现无偏压分解水产生氢气的研究报告[1],证实了将太阳能转化为化学能的可能性,从而揭开了太阳能催化分解水制氢的序幕。
氢能作为一种新的清洁能源,正在逐渐得到大规模的应用。
氢能和其他能源相比有诸多优势:安全环保、高温高能、热能集中、自动再生、变温特性、来源广泛等等。
人们的生活已经离不开这种清洁、节能、能效高的氢能。
半导体催化光解水制氢是太阳能驱动水分解中最理想、经济和清洁的一种方式。
其中,光电极作为半导体催化光解水系统中最为重要的组成部分[2],其催化性能直接关系到整个系统的整体转换效率。
理想的半导体光催化剂不仅应该具有合适的禁带宽度,还应该具有能够满足水氧化还原反应电势要求的带边位置及有效分离和传输载流子的能力[3]。
α-Fe2O3是金属铁氧化物中最稳定的一种存在形式,由于α-Fe2O3具有适中的禁带宽度(2.0-2.2eV)[4],所以它具有可见光响应性,可吸收40%的太阳光, 并可以在大多数溶液中稳定存在以及廉价等特性而成为目前最有潜力的光催化剂之一[5]。
相应的,α-Fe2O3作为催化剂来说也有一定的缺陷[6],比如低导电性、孔隙扩散长度短、激发态寿命短、光生电子-空穴复合率高[7]以及需要高的外加偏压才能产生光电流等[8]。
对于α- Fe2O3的不足,根据目前文献中报道的方法对其进行改性,改性方法的其中之一是将α-Fe2O3与其他材料复合[9]。
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