【摘 要】
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目前人类面对的两个最具挑战性的难题就是环境恶化和能源短缺。空气污染已上升为一个会直接危害环境和健康的问题。因此,寻找可再生清洁能源和检测治理有毒有害气体成为当今社会的两个艰巨任务。在众多解决方法中,气体传感器已成为一种高效检测危险性气体的关键技术;光电催化（PEC）水裂解一向被公认为可再生能源探索的潜力股。纳米半导体材料因具有量子、光电等特性被普遍用在气体传感技术和PEC水裂解领域。其中,钨酸盐纳
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（750703）； 广西石化资源加工及过程强化技术重点实验室开放课题基金（2021K002）；
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目前人类面对的两个最具挑战性的难题就是环境恶化和能源短缺。空气污染已上升为一个会直接危害环境和健康的问题。因此,寻找可再生清洁能源和检测治理有毒有害气体成为当今社会的两个艰巨任务。在众多解决方法中,气体传感器已成为一种高效检测危险性气体的关键技术;光电催化（PEC）水裂解一向被公认为可再生能源探索的潜力股。纳米半导体材料因具有量子、光电等特性被普遍用在气体传感技术和PEC水裂解领域。其中,钨酸盐纳米半导体材料因其特殊的类钙钛矿结构（Zn WO4）或钙钛矿结构（Bi2WO6）吸引了人们的兴趣。然而,探索简便高效的合成方法和如何进一步提高其应用性能仍是限制钨酸盐纳米半导体材料发展的瓶颈。1.本文将简单的一步前驱体焙烧法与后续的肼还原法相结合,成功合成Zn WO4/WO3-r GO复合异质结纳米材料,它对NH3表现出卓越的气体检测性能。在140℃的工作温度,25.3%的湿度下,Zn WO4/12WO3-0.5wt%r GO对20 ppm NH3的响应值是10.1,是Zn WO4/12WO3（7.81）的1.29倍,WO3（2.54）的3.98倍。这种改进被认为是形成p-n异质结和装饰r GO的协同效应,前者调整界面电荷转移,而后者与异质结的欧姆接触扩大了气体附着和反应的活性位点并加大电阻率促进电子转移提升灵敏度。该工作对开发低温NH3半导体传感新材料提供了参考。2.本文采用滴铸法,种子层辅助的化学浴沉积法及还原法制备了新型Bi2WO6/Bi2S3/Bi NPs纳米异质结光阳极用于PEC水裂解,该电极在1.23V（vs.RHE）下,0.1 M Na2S和0.1 M Na2SO3（p H=12.5）中光电流升高至2.91 m A/cm~2,是Bi2WO6/Bi2S3的1.65倍,Bi2S3的2.24倍,Bi2WO6的5.82倍。Bi2WO6/Bi2S3/Bi NPs的起始电位比Bi2WO6向阴极移动了95 m V,入射单色光子-电子转化效率（IPCE）较Bi2WO6提高3.57倍,计算出的ABPE（施加的偏置光子电流效率）是Bi2WO6的3.58倍。这些PEC性能超过了大多数目前发表的Bi2WO6基光阳极材料。增强的PEC特性得益于Bi2S3和Bi NPs良好的可见光吸收能力,n-n异质结的形成和Bi NPs热电子注入而增强的表面氧化动力学。
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