题目：基于ZnO、BiVO4和析氧催化剂的复合电极的制备及其光电化学性质研究

基于半导体的太阳能光催化分解水制备氢气和氧气是解决能源危机与环境问题的最佳途径。制氧过程由于涉及四个电子的转移和四个质子的移除过程，难度很大，因而对该反应的研究具有重要的理论与实际意义。氧化锌(ZnO)是一种禁带宽度为3.2eV的半导体光催化材料，在紫外光下能将水全分解为氢气和氧气。钒酸铋(BiVO4)是对可见光响应的制氧型半导体光催化剂，其禁带宽度为2.4eV。析氧型电催化剂Ni-Bi可利用其变价实现自修复，以高价态氧化水，降低水氧化的过电位。本论文基于ZnO和BiVO4，对其复合Ni-Bi前后光阳极的光电催化分解水制氧性能进行了研究。并对ZnO在可见光区的活性进行了改善。(1) 成功在导电玻璃基底上原位制备了具有良好光电催化分解水制氧活性的ZnO、ZnO/Ni-Bi，BiVO4、BiVO4/Ni-Bi单一电极及复合光阳极；(2) 发现光沉积复合Ni-Bi后，ZnO电极的光电催化分解水制氧稳定性得到明显改善；(3) 将ZnO与FeOOH进行复合，发现ZnO/FeOOH复合光阳极在模拟太阳光下表现出了比单一ZnO电极更大的光电流。阐明其催化活性提高的可能原因是Fe(III)的掺入提高了电极对可见光的利用率。(4) 初步研究发现BiVO4复合Ni-Bi后光电流值反而降低。可能原因之一是沉积的Ni-Bi太厚，阻碍了BiVO4对光的吸收；之二是Ni-Bi自身在可见光区具有一定程度的吸收，从而使BiVO4对可见光的吸收减少，活性降低。具体原因正在进一步研究中。