氧化亚铜光催化剂制备手段的研究现状

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氧化亚铜光催化剂制备手段的研究现状

作者：肖姗姗毕菲赵丽王立艳盖广清

来源：《山东工业技术》2019年第16期

摘要：本文简述了氧化亚铜（Cu2O）光催化剂的发展和应用，对提高Cu2O光催化效率及其稳定性的改性手段进行了概括，并综述了Cu2O的几种常用的制备方法，最后对Cu2O光催化剂的前景进行了展望。

关键词：Cu2O;光催化剂;改性手段;制备方法

DOI：10.16640/https://www.sodocs.net/doc/847929566.html,ki.37-1222/t.2019.16.035

0 引言

氧化亚铜（Cu2O）是一种常见的p型窄带隙半导体，直接禁带宽度为2.0～2.2eV。它有着诸多卓越的物理化学性能，又因无毒和环境友好性而被广泛用于太阳能转化、催化剂、传感器、电子工业以及磁存储等领域[1-3]。Cu2O凭借低成本和可见光的强响应性而被认为是最有前景的环境光催化剂之一。目前，多种形貌的纳米结构Cu2O包括纳米球、纳米纤维、立方体、八面体、二十六面体等，已经被成功生产并用于光降解污水、光解水制氢和光催化CO2

中[2，4]。

1 Cu2O光催化剂的发展

1998年，Hara等研究发现Cu2O可以利用可见光分解H2O生成H2和O2，这是Cu2O作为光催化剂用于能源转化方面的首次案例[5]。Cu2O光催化剂的研究吸引人们更多的关注。研究发现，Cu2O在可见光激发下会产生电子和空穴，这种光生电子和空穴的快速传输和分离是控制光催化效率的关键因素。但是，Cu2O的光生电子和空穴有较高的复合率，这大大限制了Cu2O光催化剂的发展。另一方面，Cu2O会被光腐蚀，呈现光不稳定性，这也是Cu2O光催化剂发展过程中的瓶颈。Huang等发现Cu2O在降解水中有机污染物甲基橙几个小时后效率明显下降，这是Cu2O被光腐蚀导致的[6]。研究改性Cu2O可以解决上述难题，主要改性手段包括：调节高活性晶面比例，掺杂金属或非金属离子，与金属或其他半导体复合制备二元或三元异质结等[3]。

2 Cu2O光催化剂的制备

Cu2O的形貌多样性是由多种多样的制备方法来实现的，Cu2O的制备方法可以归纳为三种：气相法、固相法和液相法。氣相法主要有磁控溅射法、喷雾热解法和化学气相沉积法。Hu等通过磁控溅射法在TiO2纳米棒上生长CuOx，并将其光解水产氢效率的提高归功于

Cu2O[7]。Liu等利用喷雾热解法制备了CNTs/Cu2O-CuO复合物，有很高的光催化效率[4]。固相法包括低温固相法和高温烧结法。经典的高温烧结法可以通过烧结Cu得到规整的Cu2O纳