● 摘要
21 世纪世界经济高速发展，能源需求也越来越大，传统化石燃料已经不能够提供人类所需的能源，开发各种形式的太阳能应用方法受到广泛的关注。40 多年前日本科学家发现半导体在光下能够像绿色植物几十亿年来一样将水分解为氢气和氧气，这种无害高效的方式为太阳能的利用开辟了一条新的道路。在这一研究中析氧反应由于有
四电子参与，反应比较复杂，是影响反应效率的关键因素。
ZnO 是一种无毒无害，来源广，成本低，稳定性较好的宽禁带半导体材料，在光解水制氧气方面应用很广泛，本文以 ZnO 半导体材料和析氧电催化剂为基础，研究了光电催化分解水析氧反应中的几个问题及解决方案，包括以下内容：
（1）使用电助光沉积的办法，将 ZnO 光阳极与 Ni-Bi（硼酸镍）析氧催化剂的复合，制备出 ZnO/Ni-Bi复合电极，复合电极在较高电位区光电流比复合前的电极有所增加，经过热处理后最高提高幅度达 40%，光电流在 1.2Vvs.SCE（相对于饱和甘汞电极）电位下达到 2.0 mA·cm 2 ，并且长时间工作稳定性提高，13000s 后光电流仅下降10%。
（2）仿照 ZnO/Ni-Bi复合电极的制备，采用电助光沉积的方法，使用氧化铱溶胶为前驱体， 将 ZnO 与 IrOx 复合， 使用 0.2mM 氧化铱溶胶， 1V 偏压下光沉积复合 IrOx之后获得光电流比复合前提高的复合电极，热处理后复合电极的性能获得提高，提升幅度接近 20%。
（3）使用水热合成的办法将 ZnO 与半导体 WO3进行复合，使用 0.05M Zn2+的前驱体溶液，在 WO3电极上水热生长出 ZnO得到的 WO 3/ZnO 复合电极,相对于 WO3电极，其光电催化性能有了明显的提高，最高提升幅度接近 60%，并且复合电极在多次测试后的稳定性比 WO3电极要高，多次测试后最大光电流不会下降。
（4）使用 Ni2+有机溶液在 ZnO 表面旋涂后热处理，制备出 ZnO/NiO复合电极，复合电极在可见光下的光响应相对于原来的电极有了一定提高，高电位区光电流提升幅度约 20%。
关键词：分解水，制氧气，氧化锌，电催化剂