Cu_(2)O/CeO_(2)异质结的制备与光电化学性能研究

通过电化学法在铜片表面生长Cu(OH)_(2)纳米线阵列,在氮气氛围下将其进行退火处理得到Cu_(2)O纳米线阵列,然后采用电沉积法在电极上沉积Cu_(2)O阻挡层和CeO_(2),制备得到Cu_(2)O/CeO_(2)异质结光阴极材料。利于扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射(XRD)和X-射线光电子能谱(XPS)对材料的形貌和化学成分等进行表征,紫外-可见吸收光谱(UV-Vis)、线性扫描伏安法(LSV)和莫特肖特基曲线(M-S)等测试对其光电化学性能进行分析。实验数据结果表明,在0 V、RHE(可逆氢电极)下,Cu_(2)O/CeO_(2)光阴极的光电流密度达到-6.55 mA/cm^(2),相比仅Cu_(2)O的光电流密度(-3.67 mA/cm^(2))提升了1.78倍。随后,通过ALD(原子层沉积)制备TiO_(2)作为保护层,负载Pt作为析氢反应(HER)的助催化剂。最终Cu_(2)O/CeO_(2)/TiO_(2)/Pt光阴极的光电流密度达到-10.9 mA/cm^(2)(0 V vs.RHE),应用偏压光子-电流效率(ABPE)达2.02%。实验的研究成果对Cu_(2)O基光阴极材料在光电化学水分解领域的广泛应用具有重要意义。