郭欣等：铜纳米粒子的电化学制备及其氧化物的光电催化分解水性能 ·743· 150m 400nm 400nm 150nm 150mm 400nm 400nm 图5不同CmS045H20与PVP浓度比下纳米产物扫描电镜照片.(a)10:1:(b)5:1:(c)1:10:(d)1:20 Fig.5 SEM images of nanoparticles prepared with different concentration ratios of Cuso5H2O to PVP:(a)10:1:(b)5:1:(c)1:10: (d)1:20 (a b 400nm 400nm 图6不同恒电位生长15mim纳米产物的扫描电镜照片.(a)-0.06V:(b)-0.12V Fig.6 SEM images of nanoparticles prepared at different constant potentials for 15 min:(a)-0.06 V;(b)-0.12 V 应的速度，使反应速度保持在一个既能在特定时间内 坏，不再具有十四面体的形貌.由于Cu纳米粒子表面 充分的生成产物又不至于速度太快而影响产物的形貌 生成了一层氧化膜，所以粒子的粒径稍有增大.在X 和尺寸分布的水平 射线表征中，可以清楚地看到C山纳米粒子经热处理 2.7纳米铜的氧化物的光电性能 后，生成了单斜相的Cu0(JCPDS NO.5661).从 采用上述的方法制备C山纳米粒子，仅将基底换 图7(a)中可以看到，Cu0并没有完全覆盖TO的表 做掺杂氟的SnO,透明导电玻璃(FTO).根据报道，在 面，因此在X射线衍射中有FTO的峰. 空气中将铜加热到500℃，1h后Cu会转变为Cu0阅， 由于Cu0是一种禁带宽度在1.3~1.7eV的半导 因此将本文中制得的Cu/TO在马弗炉中加热到 体，且导带的位置在-4.07eV左右四，因此从理论上 550℃，保温2h,在FT0表面得到一层黑色的氧化铜. 应具备光电还原水制氢的能力.在200mmol·LpH 图7(a)为该方法制备的Cu0的扫描电镜照片.从图 9.2的硼酸缓冲溶液中(H,B0/HB03),将上述方法 中可以看出，热处理后，C山纳米粒子的各向异性被破 制备得到的CO电极作为工作电极，铂片和饱和甘汞郭 欣等: 铜纳米粒子的电化学制备及其氧化物的光电催化分解水性能 图 5 不同 CuSO4 ·5H2O 与 PVP 浓度比下纳米产物扫描电镜照片． (a) 10∶ 1; (b) 5∶ 1; (c) 1∶ 10; (d) 1∶ 20 Fig． 5 SEM images of nanoparticles prepared with different concentration ratios of CuSO4·5H2 O to PVP: ( a) 10 ∶ 1; ( b) 5 ∶ 1; ( c) 1 ∶ 10; (d) 1∶ 20 图 6 不同恒电位生长 15 min 纳米产物的扫描电镜照片． (a) － 0. 06 V; (b) － 0. 12 V Fig． 6 SEM images of nanoparticles prepared at different constant potentials for 15 min: (a) － 0. 06 V; (b) － 0. 12 V 应的速度，使反应速度保持在一个既能在特定时间内 充分的生成产物又不至于速度太快而影响产物的形貌 和尺寸分布的水平． 2. 7 纳米铜的氧化物的光电性能 采用上述的方法制备 Cu 纳米粒子，仅将基底换 做掺杂氟的 SnO2透明导电玻璃( FTO)． 根据报道，在 空气中将铜加热到 500 ℃，1 h 后 Cu 会转变为 CuO［32］， 因此 将 本 文 中 制 得 的 Cu /FTO 在 马 弗 炉 中 加 热 到 550 ℃，保温 2 h，在 FTO 表面得到一层黑色的氧化铜． 图 7(a)为该方法制备的 CuO 的扫描电镜照片． 从图 中可以看出，热处理后，Cu 纳米粒子的各向异性被破 坏，不再具有十四面体的形貌． 由于 Cu 纳米粒子表面 生成了一层氧化膜，所以粒子的粒径稍有增大． 在 X 射线表征中，可以清楚地看到 Cu 纳米粒子经热处理 后，生成 了 单 斜 相 的 CuO ( JCPDS NO． 5—661 )． 从 图 7(a)中可以看到，CuO 并没有完全覆盖 FTO 的表 面，因此在 X 射线衍射中有 FTO 的峰． 由于 CuO 是一种禁带宽度在 1. 3 ～ 1. 7 eV 的半导 体，且导带的位置在 － 4. 07 eV 左右［19］，因此从理论上 应具备光电还原水制氢的能力． 在 200 mmol·L － 1 pH 9. 2 的硼酸缓冲溶液中(H2BO － 3 /H3 BO3 )，将上述方法 制备得到的 CuO 电极作为工作电极，铂片和饱和甘汞 ·743·