能源与人类的生产生活息息相关,化石燃料的广泛使用带来了很多污染问题。而氢能是一种洁净的新能源,光电催化水分解技术产氢受到了研究人员的青睐,这是因为太阳能转化为氢能从理论上讲是取之不尽、用之不竭的。在光电催化水分解技术中BiVO₄是应用广泛的光阳极材料之一。BiVO₄在酸性和碱性溶液中都比较稳定,它的理论光电流值为7.5 mA/cm²,但是BiVO₄在AM 1.5 G的模拟太阳光照射下水分解中的光电流密度为1.2 mA/cm²,主要原因是BiVO₄中的光生电子与空穴比较容易复合。BiVO₄的氧化半反应过程有多电子转移,BiVO₄的水氧化动力学比较迟缓,导致了BiVO₄光阳极的水分解性能一般。本论文通过构建复合电极来提高BiVO₄光阳极的光电催化水分解能力。通过电泳沉积法合成的BiVO₄/ZnCo₂O₄复合材料,光电流密度比BiVO₄电极提高了2.5倍,电荷注入效率达到50%,电荷分离效率达到70%。在3个小时的产氢测试中产生153.67μmol的H₂,光电流密度基本保持不变,说明BiVO₄/ZnCo₂O₄光阳极的稳定性良好。采用简单的浸渍与煅烧相结合的方式将CoO_x负载在BiVO₄上形成BiVO₄/CoO_x复合光阳极。两个半导体之间形成的p-n异质结结构,促进了电荷的有效分离,使得载流子快速移动。水氧化助催化剂CoO_x中Co^2+/3+作为催化活性位点加速了空穴的传输。与BiVO₄光阳极相比,BiVO₄/CoO_x光阳极的光电流密度达到了3 mA/cm²。BiVO₄/CoO_x光阳极的电荷注入效率为52%,电荷分离效率为82%。通过水热法在BiVO₄上负载CoO_x形成BiVO₄/CoO_x光阳极,然后利用光沉积法将Ag负载在BiVO₄/CoO_x光阳极上构成三元光阳极BiVO₄/CoO_x/Ag。在两个半导体之间形成p-n异质结构,在模拟太阳光照射下,BiVO₄/CoO_x/Ag复合光阳极在1.23 V vs.RHE时的光电流密度为3.2 mA/cm²。在350 nm时,BiVO₄/CoO_x/Ag光阳极的IPCE值出现了最大值为70%。在3 h的水分解测试中,BiVO₄/CoO_x/Ag光阳极的光电流密度基本保持不变。Ag的等离子效应增加了光阳极的导电性,提高了载流子密度,加速了电荷转移。