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随着社会经济的快速发展,工业和生活上对于能源的需求逐年上升。将半导体材料跟光电化学催化技术相结合,开发无毒绿色的半导体光/光电催化剂是解决能源和环境问题的关键。金属硒化物半导体由于其可调的窄带隙,是一种很有前途的材料,可用于太阳能电池、光电化学水分裂、热电和压电等可再生能源转换器件。金纳米颗粒由于其稳定的化学,物理性质,特别是表面等离共振等光学属性,能有效促进和改善领域半导体的光学性能。因此,本文基于金等离子激元和金属硒化物半导体材料,设计和构建了一种Z型金/半导体等离子体异质纳米结构。具体研究内容如下:(1)通过简单的三步水热合成法制备了Au/Bi2Se3/Cu2-xSe多孔异质纳米结构。并进一步通过Cu前驱体浓度调控了壳层中Cu2-xSe的含量。基于光电化学测试,我们比较了纯Bi2Se3,Cu2-xSe纳米颗粒与Au/Bi2Se3/Cu2-xSe多孔异质纳米颗粒的光电化学性能。在相同实验条件(1.20 VRHE偏置电压与白光激发)下,与纯Bi2Se3(0.12 m A/cm2)和Au/Bi2Se3(0.19 m A/cm2)相比,Au/Bi2Se3/Cu2-xSe(0.71m A/cm2)纳米电极分别展现出了5.92和3.74倍的光电流增强。此外,通过光电化学实验我们进一步探究了Au/Bi2Se3/Cu2-xSe纳米电极光电化学性能对Cu前驱体浓度的依赖性。结果发现随着反应中Cu前驱体浓度的增加,Au/Bi2Se3/Cu2-xSe的光电化学性能出现先增强后减弱的现象,其中当Cu反应前驱体浓度为0.1 M时,Au/Bi2Se3/Cu2-xSe表现为最佳光电催化性能。(2)我们对Au/Bi2Se3/Cu2-xSe多孔纳米电极的光电化学性能增强机制进行了讨论。首先,多孔异质纳米结构的形成大大增加了电极表面,为光电催化提供了丰富了反应热点;其次,Au/Bi2Se3/Cu2-xSe异质纳米结构在纳米尺度下集成了Au和Cu2-xSe纳米颗粒在可见光和近红外区域的表面等离子共振属性,使其在太阳光谱内展现出了宽且强的光吸收能力;此外,Bi2Se3和Cu2-xSe之间Z型异质结的形成和合适的能级排列有利于光生载流子的分离与迁移。总之,本工作通过对金/半导体等离子体复合纳米材料的宽光谱设计与Z型异质结的构建,为高效太阳光光电催化剂的开发提供了新的思路。