太陽能作為可再生能源， 利用其制氫將有望解決目前較為普遍的能源匱乏及環境污染問題， 因而受到了人們的廣泛關注。 在眾多的半導體光催化制氫材料中， 氧化鎢因性能穩定、成本低廉等特點成為目前光催化領域的熱點研究材料， 但其光生電子-空穴易複合限制了器件的光電性能。 為了提高氧化鎢的光電轉化性能， 國內外的研究人員進行了許多的探索， 目前常用的方法有半導體複合、貴金屬沉積、表面敏化、離子摻雜等。

 

以偏鎢酸銨為鎢源、聚乙烯吡咯烷酮為連接劑， 採用浸漬提拉法制備了石墨烯-氧化鎢複合薄膜， 利用X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)及Raman光譜等方法對複合結構材料進行了表徵， 並利用光電流測試、交流阻抗譜(EIS)、瞬態光電流譜和強度調製光電流譜等方法， 研究複合薄膜電極在光電作用下介面上的載流子轉移過程和電荷傳輸行為。結果表明， 組成薄膜的氧化鎢納米顆粒與石墨烯充分複合， 光電性能顯著提高; 與石墨烯複合後， 薄膜的瞬態時間常數增大， 電子-空穴對壽命延長; 電子傳輸時間減少， 為純氧化鎢薄膜的47.5%。

 

近年來的研究發現， 還原氧化石墨烯(RGO)作為電子傳遞介質， 可提高半導體材料中光生電子的遷移速率， 降低光生電子-空穴的複合幾率， 從而提高半導體材料的光電轉化效率。 與碳納米管(CNTs)和富勒烯(C60)相比， 石墨烯具有更大的比表面積(2630 m2∙g-1)、較高的化學穩定性以及更為優異的電子傳導性能。同時， 利用石墨烯規整的二維平面結構作為載體， 將石墨烯與半導體催化劑複合，不僅可以提高光生電荷的遷移速率， 還可以提高催化劑的分散程度以及複合材料的光催化活性。Guo 等以磷鎢酸和氧化石墨烯為原料， 超聲混合後， 經熱分解處理制得WO3/石墨烯複合物， 與純的WO3 體系相比， 光解水性能提升了1 倍。 Yu 等以Na2WO4 ∙2H2O 為原料， 180 °C 水熱製備棒狀WO3-石墨烯複合物， 光降解和氣敏性能分別提升了1.2和1.5 倍。 Yang 等以磷鎢酸為鎢源， 三嵌段共聚物P123 為範本， 合成了具有規整結構的介孔WO3-石墨烯複合物， 光解水析氧性能提升了4.1 倍。 Zheng等則採用水熱法在導電玻璃(FTO)上製備了片狀形貌的氧化鎢-石墨烯複合物， 光電性能具有顯著提升， 光電流達到2.0 mA∙cm-2(1.23 V vs RHE)。