α-Fe2O3光電催化分解水制備氫氣研究進展

王開放，劉光，高旭升，賀冬瑩，李晉平

（太原理工大學精細化工研究所，山西 太原 030024）

α-Fe2O3光電催化分解水制備氫氣研究進展

王開放，劉光，高旭升，賀冬瑩，李晉平

（太原理工大學精細化工研究所，山西 太原 030024）

光電化學池可以將太陽能以氫氣的形式儲存起來，其中穩定、廉價的催化劑是關鍵。α-Fe2O3具有合適的禁帶寬度，較高的理論光-電轉化效率，光穩定性好，在地殼中的儲量豐富，被認為是最具有發展前景的光電催化材料之一；但是它的導電性差、光生電荷壽命短、氧化反應過電位高，嚴重阻礙了其發展。本文首先介紹了光電催化理論，然后重點綜述了近些年α-Fe2O3納米結構的制備技術，以及針對其不足所采用的改性方法，包括通過元素摻雜來增強α-Fe2O3的導電性，表面處理來降低氧化反應過電勢或陷阱濃度，與其他材料復合來增加光生電壓或催化劑表面積，最后對α-Fe2O3作為光陽極催化劑分解水制氫未來的發展前景作出展望，指出多種手段的有效結合是提高其光電流密度的重要途徑。

赤鐵礦；太陽能；光電催化；水解；氫氣

隨著全球經濟的不斷發展，人類對能源的需求量持續擴大，全球能源的消耗仍然是以化石能源為主，但是化石燃料儲量有限、生成周期長，難以滿足持續大量的需求，而且常規能源的廣泛應用所引起的環境問題日益凸顯。解決能源問題的根本途徑是尋找可替代能源。發達國家和發展中國家都投入了大量的資金、技術開發新的能源，包括太陽能、風能、地熱能、生物質能等，這些新能源的普遍特點是污染小、儲量大、可再生；……