三氧化鎢化學式為WO3是一種酸性氧化物，當溫度高於800℃出現明顯的昇華趨勢，在酸性試劑中微溶於氫氟酸，可溶於鹼性試劑並生成鎢酸鹽。

 

 

三氧化鎢（半導體材料）的光電轉換過程，光照射到半導體材料上，價帶電子會吸收光子的能量，只有當價帶電子吸收的光子能量足夠大，大到滿足電子躍遷躍遷到導帶上，最終光生電子-空穴分離，驅動反應的進行。光生電子-空穴分離後，空穴在材料的表面的氧化位點，對有機污染物進行氧化降解，然而電子到躍遷到導帶後會遷移到還原點會重新遷移到外電路而形成電流或者在還原點實現光解水制取氫氣。

 

三氧化鎢材料的光電轉化過程主要分為三部分：電子吸收光能量、電子吸收光能量發生躍遷與空穴分離以及電子傳輸到外電路中。經過分析影響三氧化鎢光電轉化性能的主要因素有：光陽極製備的過程；納米結構材料的結晶性與維度；納米結構薄膜的形貌；光電子與空穴的複合和分離；光電子的傳輸及三氧化鎢表面缺陷等。

石墨烯-氧化鎢複合薄膜的光電性質。隨著石墨烯（RGO）量的添加，複合膜的光電流密度先提升到一定數值後呈現下滑趨勢，說明石墨烯（RGO）的複合在一定範圍內能使氧化鎢(WO3)的光電轉換能力隨著RGO的含量增加而提升，當含量為某一值時，光電轉換能力最佳。光電性能達到最佳值後又會隨著RGO含量下降的主要因素為：在低含量的範圍內向半導體添加RGO，因為RGO的優良導電性提高了光生電子的快速傳遞；當RGO的含量過大時，由於RGO吸收了大部分的光，從而降低了WO3對光的有效吸收，影響薄膜整體光電轉化能力。測試RGO含量對石墨烯-氧化鎢複合膜電化學阻抗的影響，得出的與光電流密度類似的結果，隨著石墨烯（RGO）量的添加，複合膜的阻抗先減小後增大。

 

石墨烯被稱為“黑金”是目前被發現的最薄、強度最大、導熱導電性能最強的新型納米材料，是“新材料之王”， 甚至有科學家預言石墨烯將會“徹底改變21世紀”。非常有可能會掀起一場席捲全球，顛覆性的新技術革命。

太陽能是可再生能源，利用太陽能來將空氣中的水分離為氫氣和氧氣，並以氫氣作為一種新能源是有望解決目前能源匱乏以及環境問題，因此受到人們的廣泛關注。在半導體中，能作為光催化制氫的材料，且具有性能穩定及低廉的成本特點的氧化鎢成為了熱門的研究材料。但是氧化鎢（WO3）本身光生電子-空穴容易複合，限制了其光電性能，因此為了提高其光電轉化性能常用的方式有半導體複合、表面敏化、貴金屬沉積、離子摻雜等。將還原氧化石墨烯（RGO）作為電子的傳遞介質能提高半導體材料中的光電子遷移速率，大大降低光生電子-空穴複合的幾率，提高半導體材料光電轉化的效率。本文選擇以氧化石墨烯（GO）作為製備石墨烯的前驅體，採用提拉法製備石墨烯與氧化鎢製備複合膜並對其進行熱處理，探究石墨烯是否能提高氧化鎢光電轉化性能。

 

石墨烯-氧化鎢複合薄膜物相和形貌表徵。提拉法製備的複合膜結構比較平滑，存在裂紋以及空隙，熱處理之後，薄膜呈現多孔形態。複合RGO後會限制WO3納米顆粒的生長，使其結晶度受到一定的影響，顆粒尺寸變小，同時孔間隙率也降低，整體而言薄膜較為緻密。在微觀狀態下石墨烯與氧化鎢時互相接觸，WO3分佈在RGO表面或者被RGO表面包裹。