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近年来,光解水技术作为转化与利用太阳能解决环境和能源问题的一项重要技术,引起了人们的广泛关注,在多种半导体材料中,氧化锌有着电子迁移率高、无毒、制备成本低等优点,被认为是一种很有前途的光阳极材料,本文制备了纳米管结构阵列型ZnO材料,通过实验测试手段确定了这一结构的ZnO材料在性能方面的优势,并以ZnO纳米管阵列为基础合成了两种纳米管阵列异质结构,ZnO@Au@Cu20和ZnO@Cu2S,并采用各种表征及测试手段对合成的材料的性能进行研究,并探究了其性能增强的机理。本文的研究内容主要包括以下几个部分:(1)结合电化学沉积法与化学刻蚀法,以ZnNO3·6H20为Zn源,KOH为刻蚀剂,通过调节化学刻蚀温度、时间、刻蚀剂浓度等条件在导电玻璃上制备出具有纤锌矿结构的ZnO纳米管阵列。通过与ZnO纳米棒阵列对比发现,ZnO纳米管阵列在紫外光范围内光吸收性能优异,在光电化学性能方面,纳米管结构ZnO在光响应伏安特性、光响应光电流密度及电荷转移电阻等方面均优于其纳米棒结构。(2)结合水热还原法与电化学沉积法,分别以HAuCl4和CuS04为Au源和Cu源,通过调节水热与沉积温度、时间、反应液浓度等条件,先后在ZnO纳米管阵列上吸附Au纳米粒子与Cu20纳米晶体,成功制得ZnO@Au@Cu20纳米管阵列异质结构。通过与ZnO纳米管阵列对比发现,异质结构在可见光范围光吸收性能显著增强,在光电化学性能方面,异质结构在光响应伏安特性、光响应光电流密度及电荷转移电阻等方面均优于ZnO纳米管阵列结构,并进一步探讨了这种异质结构的性能改善机理。(3)利用连续离子层吸附反应法,以Na2S·9H20与CuCl为S源与Cu源,通过调节吸附反应的时间、反应循环次数等条件在ZnO纳米管阵列上吸附了Cu2S纳米晶体,成功制得ZnO@ Cu2S纳米管阵列异质结构。通过与ZnO纳米管阵列对比发现,异质结构在可见光范围光吸收性能显著增强,在光电化学性能方面,异质结构在光响应伏安特性、光响应光电流密度,光致发光及电荷转移电阻等方面均优于ZnO纳米管阵列结构,并进一步探讨了这种异质结构的性能改善机理。