海水電解析氫三氧化鎢納米薄膜之製備

與傳統的二氧化鈦、氧化鐵等半導體材料相比，三氧化鎢具有合適的禁帶寬度(2.5eV～2.9eV)，價帶和導帶的電極電勢分別為3.2eV和0.4eV，能夠將水氧化成O₂，且具有價格低廉，在酸性和中性環境下穩定性高、無毒、耐光腐蝕等優點，是一種優良的光電化學分解水光陽極材料。

目前比較常見的三氧化鎢納米薄膜製備方法有：水熱法，溶膠 -凝膠法，原子層沉積法，電沉積法和化學氣相沉積法等。有學者認為，現有方法都不能在低實驗成本，操作簡單，安全性高的前提下製備得到具有高效光電性能的三氧化鎢納米薄膜，從而應用於海水電解析氫。

為解決的技術問題，開拓新的思路，研究人員採用滴塗法和熱處理工藝製備三氧化鎢納米薄膜，所製備的材料展現出優良的光電性能和高穩定性，且能夠應用於光電化學分解海水制氫的體系中。該薄膜的製備過程需經過以下步驟：

步驟一、將六氯化鎢溶解于無水乙醇中，磁力攪拌15min後得到前驅體溶液；所述前驅體溶液中六氯化鎢的摩爾濃度為40mmol/L；

步驟二、採用滴塗法將10μL步驟一中所述前驅體溶液滴塗於表面積為1cm²的襯底表面，待前驅體溶液平鋪於襯底表面後採用氮氣吹幹，再 將所述襯底在溫度為100℃的條件下熱處理5min後冷卻至室溫；所述滴塗 法的過程中優選採用微量移液器吸取所述前驅體溶液，所述襯底優選為 FTO導電玻璃；

步驟三、重複步驟二20次，在所述襯底表面得到膜層；

步驟四、將所述襯底置於加熱板上，然後將步驟三中所述膜層加熱至 450℃高溫煆燒4h，高溫煆燒後在襯底表面得到厚度約為2000nm～3000nm 的三氧化鎢納米薄膜，所述高溫煆燒的升溫速率優選為6℃/min。

通過工藝所製備的三氧化鎢納米薄膜微觀形貌良好，並且具有明顯的納米孔隙結構，從SEM圖中可看出，三氧化鎢納米薄膜中三氧化鎢光吸收邊的位置約為450nm，其禁帶寬度約為2.76eV，測試在光強度為100mW/cm₂的氙燈光源照射下，三氧化鎢納米薄膜的光電流密度幾乎沒有衰減，顯示出了很高的光電穩 定性，這也為持續光電分解海水制氫提供了有利保證。

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