劉振興

（陜西國防工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，陜西西安710300）

在科技高速發(fā)展的今天，光催化技術(shù)的應(yīng)用可謂是無處不在，相關(guān)技術(shù)的應(yīng)用，進(jìn)一步崔進(jìn)的了科技的發(fā)展和創(chuàng)新，給人們的生活帶來了更多的便利，而對于光催化技術(shù)的研究也可謂是數(shù)不勝數(shù)，通過對光催化活性的研究能夠進(jìn)一步，提高光催化材料的使用性能和價(jià)值，其對于光催化技術(shù)的創(chuàng)新及發(fā)展有著十分重要的意義。下面，筆者將結(jié)合自身的理解和認(rèn)識(shí)，對相關(guān)問題進(jìn)行詳細(xì)的論述。

實(shí)驗(yàn)：

在實(shí)驗(yàn)時(shí)首先要做好電極制備工作，即FTO/ZnO/Cu2O電極的制備，其制備步驟如下，在 10厘米深的 Zn（NO3）2水溶液中恒電位沉積ZnO，然后在2厘米的Cu（Ac）2水溶液中恒電位沉積Cu2O，最終植被出相應(yīng)的電極。而FTO/Cu2O/ZnO電極的制備，則是在2厘米的CuSO4水溶液中恒電位沉積Cu2O，進(jìn)而借助水熱方法，在5厘米的 Zn（NO2）2溶液中生長 ZnO。

結(jié)果討論：

實(shí)驗(yàn)時(shí)根據(jù)ZnO和Cu2O兩種物質(zhì)之間的功函數(shù)差，通常被認(rèn)為是構(gòu)成它們之間的異質(zhì)結(jié)后可能出現(xiàn)的界面發(fā)電廠，界面電場的方向是從ZnO指向Cu2O，因此，為了更好的實(shí)驗(yàn)研究，結(jié)合這兩種材質(zhì)的特點(diǎn)，使界面電場方向相反的兩種電極，即上文中提到的FTO/ZnO/Cu2O電極和FTO/Cu2O/ZnO電極，在實(shí)驗(yàn)中成功研制出兩種電極后，借助表面光電壓技術(shù)進(jìn)一步研究了這兩種電極中光生電荷的分離方向。經(jīng)過大量的數(shù)據(jù)對比分析發(fā)現(xiàn)，F(xiàn)TO/Cu2O/ZnO薄膜表面的光電壓響應(yīng)，在可見區(qū)是為負(fù)極，這種電壓響應(yīng)也從側(cè)面說明了光生電荷是朝著實(shí)驗(yàn)樣品表面遷移的，而在研究中工作人員也發(fā)生處于紫外區(qū)的電壓響應(yīng)為正極，這則說明空穴是朝著實(shí)驗(yàn)樣品表面遷移的。而要想實(shí)現(xiàn)光生電荷的有效分離，則主要依賴于可見光，在可見光被激發(fā)之后，其作用于實(shí)驗(yàn)材料的光照強(qiáng)度增大，導(dǎo)致大量光生電子向表面遷移，而在這種情況下，光電壓信號則主要反映的是載流子的界面分離情況。當(dāng)然，在實(shí)驗(yàn)開展過程中，我們還發(fā)現(xiàn)紫外線光對于光催化活性的影響也比較大，紫外線光的強(qiáng)弱都會(huì)直接影響電荷分離方向及效率等。

在實(shí)際研究過程中，為了更好的對相關(guān)問題進(jìn)行研究，分析其光生電荷分離方向效率對光催化活性的影響，實(shí)驗(yàn)時(shí)，人們研究了兩組的光催化活性，最終發(fā)現(xiàn)不同外加偏壓下光催化產(chǎn)物的生成濃度也存在有一定的差異，對FTO/ZnO/Cu2OD的電極在可見光下具有光催化還原基紫精的能力，而且還原活性還會(huì)隨著外界加負(fù)偏壓的增大而有所增強(qiáng)。對于FTO/ZnO/Cu2O電機(jī)在可見光下具有光催化氧化還原態(tài)亞甲基藍(lán)的能力，而且其氧化活性還會(huì)隨著外加正偏壓的增大而有所增強(qiáng)。

結(jié)論：

對于異質(zhì)結(jié)型光催化劑，在分析其廣生電荷分離方向和效率的調(diào)控以及對光催化活性的影響時(shí)，可以通過改變界面電場未來的方向來進(jìn)行調(diào)控，這種調(diào)控還能進(jìn)一步控制光催化氧化還原反應(yīng)的類型。在實(shí)際應(yīng)用中，所構(gòu)造的界面使光生電子遷移到樣品表面，具有光催化還原的能力;如果所構(gòu)造的界面使光生空穴遷移到樣品表面，則具有光催化氧化的能力。光催化氧化還原反應(yīng)的調(diào)節(jié)可以通過改變界面電場的大小來實(shí)現(xiàn)。當(dāng)界面電場強(qiáng)度增大時(shí)，光生電荷的分離效率可以迅速提高，而在這個(gè)過程中光催化活性也得到了有效的提升。

研究注意事項(xiàng)：

在對異質(zhì)結(jié)光催化材料中光生電荷分離方向和效率的調(diào)控及對光催化活性的影響進(jìn)行研究時(shí)，本研究雖然結(jié)合相關(guān)實(shí)驗(yàn)得出了結(jié)論。但是，在具體的研究中依然有許多需要注意的事情，首先，在研究工作開展的時(shí)候，工作人員對相關(guān)材料有深入的認(rèn)識(shí)，能夠充分的了解所研究材料的化學(xué)和物力特性，這樣才能更好的進(jìn)行下一步研究。其次，研究者還需要熟悉實(shí)驗(yàn)步驟和內(nèi)容，能夠熟練的進(jìn)行各項(xiàng)實(shí)驗(yàn)操作，在實(shí)驗(yàn)時(shí)準(zhǔn)確的記錄各項(xiàng)數(shù)據(jù)，這樣才能得到詳實(shí)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。最后，在選擇光催化材料時(shí)也需要慎重，不同類型的光催化材料作用可謂是各不相同，如果工作人員在進(jìn)行材料選擇時(shí)不夠慎重，很可能會(huì)對實(shí)驗(yàn)結(jié)果產(chǎn)生不良影響，所以說，在選擇光催化材料時(shí)也需要結(jié)合實(shí)際情況，進(jìn)行科學(xué)合理的選擇，這樣才能更好的實(shí)驗(yàn)的作用和價(jià)值，科學(xué)的分析其對光催化活性的影響。而且，在研究工作開展時(shí)，還需要加強(qiáng)對各種變量的控制，避免由于變量因素過多，影響實(shí)驗(yàn)結(jié)果。

總之，異質(zhì)結(jié)光催化材料中光生電荷分離方向和效率的調(diào)控及對光催化活性的影響，受到多方面因素的影響，本文針對兩種電極的異質(zhì)結(jié)光催化材料中光生電荷分離方向和效率進(jìn)行了研究，并且分析了其對光催化活性的影響，但是，在實(shí)際的研究過程中，由于研究時(shí)間比較短，研究種類有限，因此，研究還存在有較多的不足，在未來還需要進(jìn)行更深入的研究，才能進(jìn)一步證實(shí)相關(guān)理論的真實(shí)性。