光电催化分解水是光电化学领域的研究热点之一。光电化学分解水实验有效的将太阳光能转化为氢能,为全球面临的能源危机和环境污染问题提供了最为理想的解决方法。在众多具有光电活性的半导体材料中,α-Fe₂O₃光阳极由于其适宜的禁带宽度、广泛的可见光响应范围,成为近年来最具有应用前景的半导体光阳极材料之一。本文针对α-Fe₂O₃光阳极性质上的缺陷进行了优化,以水热法制备的α-Fe₂O₃光阳极作为研究对象,通过掺杂和负载助催化剂两种方式,有效提高了其光电化学性能。在掺杂实验中,我们利用水热法成功制备了Ge掺杂的α-Fe₂O₃光阳极。首次以GeO₂作为掺杂源,避免了制备Ge单质胶体的复杂过程。通过系统研究表明,Ge掺杂有效促进了α-Fe₂O₃晶体沿其导电性优势晶面（110）晶面上优先生长。掺杂后的α-Fe₂O₃光阳极光响应范围和强度都有所提升。Ge作为四价离子取代α-Fe₂O₃晶体中Fe的位置,从而提升了其体相和表面的导电性,降低了其中光生空穴-电子复合的几率。在模拟太阳光条件下,Ge掺杂样品在1.23 V vs.RHE下的光电流可达到0.92 mA·cm^-2,比纯氧化铁光阳极的光电流提升了96%。此外,本文通过在α-Fe₂O₃光阳极负载WO₃助催化剂在光阳极中构建异质结结构。负载助催化剂在不改变α-Fe₂O₃光阳极原本化学状态的基础上,通过异质结结构中的电势差有效促进了光阳极中光生载流子的传输,阻碍了光生空穴-电子对的复合。同时,WO₃助催化剂的负载,结合了WO₃和α-Fe₂O₃两种半导体材料的优势,使光阳极的光响应能力与电荷传输能力都得到提高。在模拟太阳光照射条件下,负载WO₃助催化剂的光阳极在1.23 V vs.RHE电压下的光电流达到1.02 mA·cm^-2,比α-Fe₂O₃光阳极的光电流提升了137%。