Page 118 - 《精细化工》2022年第1期

第 39 卷第 1 期 精 细 化 工 Vol.39, No.1
202 2 年 1 月 FINE CHEMICALS Jan. 2022

功能材料
WO /ZnWO 复合薄膜的制备及其光电化学性能
3
4

*
聂德财，杨继凯 ，杨 雪，游海涛，王国政
（长春理工大学 物理学院，吉林 长春 130022）

摘要：采用水热法在导电玻璃（FTO）上制备 WO 3 纳米薄膜，然后通过改变水热反应时长（1、3、5 h）在 WO 3
纳米薄膜上成功制备了 WO 3 /ZnWO 4 复合薄膜。利用 XRD 和 SEM 对 WO 3 /ZnWO 4 复合薄膜样品的组成结构及
形貌进行分析。并对 WO 3 /ZnWO 4 复合薄膜样品进行吸收光谱测试、光电流测试、光电催化测试和交流阻抗测
2
试。结果表明，在 1.6 V 时模拟太阳光照射下，单一 WO 3 纳米薄膜光电流密度为 1.61 mA/cm ，光电催化效率
约为 42.9%。WO 3 /ZnWO 4 复合薄膜样品相较于单一 WO 3 纳米薄膜，其光吸收特性、光电流特性及光电催化活
性显著提升。且水热反应 3 h 的 WO 3 /ZnWO 4 复合薄膜样品相较于水热反应 1 和 5 h 的 WO 3 /ZnWO 4 复合薄膜样
2
品具有更优的光电化学性能，其光电流密度达到 2.49 mA/cm ，光电催化效率约为 61.8%。
关键词：WO 3 ；ZnWO 4 ；光电流；光电催化；功能材料
中图分类号：O643.36 文献标识码：A 文章编号：1003-5214 (2022) 01-0108-06

Preparation of WO 3/ZnWO 4 composite film and
its photoelectrochemical performance

*
NIE Decai, YANG Jikai , YANG Xue, YOU Haitao, WANG Guozheng
（School of Physics, Changchun University of Science and Technology, Changchun 130022, Jilin, China）

Abstract: WO 3 nano-film was prepared by hydrothermal method on conductive glass (FTO). Then,
WO 3/ZnWO 4 composite films were successfully prepared on WO 3 nano-film with different hydrothermal
reaction time (1, 3, 5 h). The composition, structure and morphology of WO 3/ZnWO 4 composite film
samples were analyzed by XRD and SEM. The WO 3/ZnWO 4 composite film samples were tested by
absorption spectrum, photocurrent, photoelectric catalysis and AC (alternating current) impedance. The results
2
showed that the photocurrent density of single WO 3 nano-film was 1.61 mA/cm , and the photoelectric
catalytic efficiency was about 42.9%, under 1.6 V and simulated sunlight conditions. The light absorption
characteristics, photocurrent characteristics and photoelectric catalytic activity of WO 3/ZnWO 4 composite
film samples were better than those of single WO 3 nano-film. Moreover, the WO 3 /ZnWO 4 composite film
with hydrothermal reaction of 3 h had the best photoelectrochemical performance compared with those with
2
hydrothermal reaction of 1 and 5 h. Its photocurrent density reached 2.49 mA/cm , and its photoelectric
catalytic efficiency was about 61.8%.
Key words: WO 3; ZnWO 4; photocurrent; photoelectric catalysis; functional materials

随着工业的快速发展，能源的消耗迅速增加， 然而，单一 WO 3 纳米材料存在表面活性位点较少、
人们为探索新型环保材料进行了大量研究，具有良好 电子空穴易复合的特点，影响着 WO 3 纳米材料的光
光电性能的半导体材料成为近年来的研究热点 [1-6] 。 电化学反应速率及其应用和发展。为解决以上问题，
WO 3 作为典型的 n 型过渡金属氧化物，具有对可见 研究人员发现将 WO 3 纳米材料与三元金属钨酸盐材
光利用率高、价带孔具有较强的氧化能力和无毒等 料复合可有效改善单一 WO 3 纳米材料的劣势 [17-22] 。
[7]
优点 ，广泛地应用于水分解、光催化等领域 [8-16] 。 另一方面，ZnWO 4 作为近年来备受关注的三元金属

收稿日期：2021-06-15; 定用日期：2021-10-09; DOI: 10.13550/j.jxhg.20210609
基金项目：国家自然科学基金（51502023，11874091）；吉林省科技厅研发项目（20200201077JC，20190701024GH，20180201033GX,
20190302125GX）；吉林省教育厅资助项目（JJKH20181103KJ，JJKH20190588KJ，JJKH20200777KJ）
作者简介：聂德财（1997—），男，硕士生，E-mail：2442321567@qq.com。联系人：杨继凯（1982—），男，副教授，E-mail：
jikaiyang0625@163.com。