题目：P型Cu基氧化物复合光阴极的制备及光电催化制氢研究

普遍认为氢能是现阶段最为理想的绿色能源，而基于半导体的太阳能光电催化分解水制备H2和O2是解决能源危机与环境污染问题的最佳途径。以p型半导体做光阴极，直接光电催化分解水制取氢气有着非常重要的意义。本文以电沉积和热氧化法制备了Cu2O/CuO层状复合光电极，然后以其为基底，分别与制氢助催化剂及半导体进行复合，详细研究了各光阴极的光电催化制氢活性。本文具体研究内容如下：

(1) 采用水热合成的方法，合成了层状的MoS2/Graphene电催化剂。MoS2/Graphene表现出了良好的电催化制氢性能，其起峰电位为0.085V，在0.2V的过电位下其电流密度达到了-4.5 mA/cm2。MoS2/Graphene复合催化剂因其高的电催化制氢效率以及低的成本，很有希望成为Pt族金属的替代品。

(2) 通过电沉积及热氧化方法制备出了具有层状异质结构的Cu2O/CuO复合催化剂， Cu2O/CuO层状复催化剂具有高效的光电催化制氢效率及良好的稳定性。在0.5M的Na2SO4溶液中(pH 6.0)，其光响应的起峰电位为0.8V vs. RHE，在0 V vs. RHE下，光电流密度达到了2.90 mA cm-2；在1.0M的KOH溶液中(pH 13.8)，其光响应的起峰电位为1.05V vs. RHE，在0.4 V vs. RHE下，光电流密度达到了3.40 mA cm-2。

(3) 分别用电沉积法制备了Cu2O/CuO/贵金属(Au、Ag、Pt、Pd)、Cu2O/CuO/MoS2光电极，用旋涂法制备了Cu2O/CuO/MoS2/Graphene光电极。实验发现，贵金属(Au、Ag、Pt、Pd)以及用旋涂法制备的MoS2/Graphene并不适宜作为析氢的助催化剂用于Cu2O/CuO光电催化制氢的体系中。而电沉积到Cu2O/CuO表面的MoS2与基底之间有着良好的协同作用，Cu2O/CuO/MoS2复合电极的光电催化制氢活性有了显著的提升。

(4) Cu2O/CuO/CdS复合半导体的活性没有明显的提升。而在Cu2O/CuO表面沉积上一层窄禁带宽度的Cu2S形成复合半导体后，Cu2O/CuO/Cu2S复合半导体内由于匹配的能带结构，不仅提高了利用可见光的效率，还加快了电子-空穴对的分离，从而使得Cu2O/CuO/Cu2S复合光电极的光电催化制氢活性有了全面的提升。