过去数十年来,基于半导体的光催化全水分解产氢气的相关研究已经获得了长足进展,是将太阳能转变为化学能的理想方式。目前为止,数以百计的半导体被报道具有潜在的太阳能水分解能力,但是其中大部分工作在紫外光区域。要获得足够高的太阳能-氢能的转换效率,半导体必须具有可见光响应。如氮化钽等材料具有很高的理论转换效率,被广泛应用于光电催化分解水,但是其光生载流子的复合现象限制了其进一步的发展。本论文的研究重点是通过调控实验参数,通过两步法及Ta片氮化,找到Ba掺杂Ta3N5最适合的形貌,并表征。(1)使用了两步氮化法成功制备了纯相的BaTaC2N粉末(钡掺杂),并通过调控熔盐的摩尔比和氮化时间,可使得BaTaO2N样品的微观形貌由无规则逐渐向正方体形状转变,从而调控BaTaO2N粉末的微观形貌。一个结构合理的形貌在减少缺陷,降低光生载流子复合的同时,可以使空穴-电子对在空间上更有效的分离。在提升光电流的同时,还可以防止氮化物发生光腐蚀效应,延长光阳极的使用寿命。因此,形貌调控在研究光电化学水分解的领域具有积极的意义。(2)直接在高纯Ta片氧化后与熔盐一起氮化的方法,制备出了催化效率有所提升的Ba掺杂Ta|Ba-Ta3N5光阳极。Ta|Ba-Ta3N5光阳极中Ba部分掺杂进入Ta3N5,存在Ta3N5和BaTaO2N两种相,而BaTaO2N的导、价带比Ta3N5更负,若能使之结合成异质结结构,实现光生载流子的空间有效分离,其饱和光电流还可以进一步提升,提高催化效率。