何祖明， 夏咏梅， 唐 斌， 江兴方1,， 黄正逸

(1. 常州大学 怀德学院， 江苏 常州 213016；2. 江苏理工学院 材料工程学院， 江苏 常州 213001； 3． 常州大学 数理学院, 江苏 常州 213164)

ZnO/Cu2O异质结纳米阵列制备及光催化性能

何祖明1*， 夏咏梅2， 唐 斌3， 江兴方1,3， 黄正逸1*

(1. 常州大学 怀德学院， 江苏 常州 213016；2. 江苏理工学院 材料工程学院， 江苏 常州 213001； 3． 常州大学 数理学院, 江苏 常州 213164)

利用湿化学法在FTO玻璃基底上制备了高度规整的ZnO纳米棒阵列(ZnO NRAs)，以此为衬底，采用磁控溅射法在ZnO NRAs表面沉积Cu2O薄膜。分别用X射线衍射仪、X射线光电子能谱、扫描电镜、光致光谱、紫外可见分光光度计和电化学工作站对样品的物相、形貌、吸收光谱、光电性能进行了表征，用甲基橙(MO)模拟有机物废水研究复合材料的光催化性能。结果表明：ZnO纳米棒为六方纤锌矿结构，其直径约为80～100 nm，长约2～3 μm，棒间距约100～120 nm。立方晶系的Cu2O颗粒直径约为100～300 nm，形成致密膜层并紧密覆盖在ZnO NRAs表面上，构成ZnO/Cu2O异质结纳米阵列(ZnO/Cu2O HNRAs)结构。与纯ZnO NRAs和Cu2O相比，ZnO/Cu2O HNRAs在可见光范围内的吸收显著增强，吸收波长向可见光方向偏移。ZnO/Cu2O HNRAs的载流子传递界面的电荷转移速度快，有效促进了光生电子和空穴的分离。在紫外-可见光照射65 min后， ZnO/Cu2O HNRAs的降解效率为94%，分别是纯ZnO NRAs和Cu2O的18倍和1.7倍。

ZnO纳米棒阵列； ZnO/Cu2O异质结纳米棒阵列； 光电化学性能； 光催化

1 引 言

ZnO是n型宽带隙半导体材料，其室温下的禁带宽度约为3.37 eV，能吸收紫外光[1],具有光催化活性，且具有安全无毒、化学性质稳定、无污染等优点，是研究较多的一种光催化材料[2-3]。在激发态时，其光生电子和空穴容易复合、光量子效率低、太阳光利用率低、不易回收等缺点限制了大规模工业应用。……