氧化鎢（WO3）薄膜光電催化性能的改善及應用

張文華，佃麗雯，陳海燕，葉文華，胡曉峰，王輝虎，常鷹，馬新國，董仕節

（1湖北工業大學綠色輕工材料湖北省重點實驗室，湖北武漢430068；2湖北工業大學材料與化學工程學院，湖北武漢430068；3湖北工業大學理學院，湖北武漢430068）

隨著工業的發展，能源的消耗日益嚴重，全球氣候變暖和自然環境的污染也逐年增多，能源危機和環境污染嚴重威脅到人類社會的可持續發展，開發新能源是必然趨勢[1]。太陽能作為一種資源豐富且可循環再生的自然能源，通過光熱轉換、光電轉換和光化學轉換等新型技術實現太陽能的高效利用對新能源的開發具有重要意義。其中，半導體光催化技術被科學家認為是一種同時解決環境污染與能源危機的有效方法，特別是金屬氧化物半導體催化劑的制備及性能優化已經成為研究熱點。常用的光催化材料主要有、、、等。其中，WO3作為典型的n型半導體，因具有獨特的物理化學性質而備受關注[6]。其在氣體檢測[7]、氣致變色[8]、電致變色[9]、光致變色[10]、光催化[11]、儲能[12]等各個方面都表現出良好的性能。同時，WO3具有一個較小的帶隙能量（2.6eV），在可見光區域（約占太陽光譜的12%）具有較強的吸收，并且其在大多數酸性水溶液中具有很高的耐蝕性[13]，空穴擴散長度可達150nm[14]，因而在光催化領域得到了廣泛研究。

近幾年來，基于WO3薄膜光電極的光電催化技術受到研究者的高度重視。相比于光催化技術，在光電催化技術中施加外加偏壓能補償電勢差并克服能壘障礙，光生電子和空穴得到進一步分離，實現更高的太陽能轉換效率[15]。……