● 摘要
Cu纳米材料作为重要的代替贵金属Au、Ag的工业原料，有着广阔的应用前景。光化学方法和电化学方法是两种简便、有效、环保的制备铜纳米粒子的方法，且产物的密度，粒径，形貌等可通过波长或是电位来调控。
本文采用光化学方法在液相和ITO表面制备了Cu纳米粒子。以五水硫酸铜（CuSO4·5H2O）作为前驱体，乙二醇为溶剂与还原剂，采用紫外复色光为光源，在饱和氮气的环境中制备了Cu纳米粒子,并发现了这一过程具有可逆性。在该反应体系中加入三乙醇胺后，相同的反应条件下，能够在氧化铟锡（ITO）导电玻璃上制备得到Cu纳米粒子。
在ITO表面以两步电化学沉积法制备了各向异性的Cu纳米粒子。以CuSO4·5H2O为前驱体，聚乙烯吡咯烷酮（PVP）为包裹剂，在水溶液中以大过电位沉积晶种，小过电位生长的方法在ITO表面制备了形貌和尺寸均一的十四面体的铜纳米粒子，并研究了前驱体的浓度，包裹剂的种类和浓度以及电化学沉积的电位和时间的变化对产物的形貌和生长密度的影响。
单质铜在空气中加热即可形成铜的氧化物，这是一种非常简便的制备铜的氧化物的方法。氧化铜是一种窄禁带半导体，具有良好的吸光性能，较低的成本和低毒性，因此是一种极具潜力的光电催化分解水制氢的材料。但氧化铜在较低的电位下不稳定，自身会被还原，限制了它的应用。
本文研究了电化学方法制备的Cu纳米粒子和化学还原法制备的Cu纳米粒子经热处理后得到的氧化铜的光电催化分解水性能。测量了CuO薄膜的光学禁带宽度和平带电势并计算出了它的能带结构，从理论上证明了CuO具有光电催化还原水制氢的能力。实验证明上述方法制得的CuO具有良好的光电催化还原水制氢的性质，但自身易在光电催化过程中被还原为Cu2O，这是导致它的衰减的主要原因。通过在CuO表面光助电沉积少量Pd纳米粒子，提高了CuO的稳定性和光电催化的效率。