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Cu2O是一种禁带宽度约为2．0eV的半导体材料，具有廉价、无毒、安全等优点，在光伏器件及光催化降解污染物废水处理方面具有潜在应用。基于光生电子和空穴的复合是制约Cu2O光催化及光电效率的主要因素，可将Cu2O与贵金属或n型半导体复合来提高光催化及光电转换效率。一方面这样可以更加充分的利用太阳光中的紫外及可见光部分，从而大大的提升太阳光的转化利用率；另一方面可以高效地降低电子同空穴的复合率，以此来提高光伏器件的转换效率。因此本文先采用电化学沉积法在ITO导电玻璃上制备了Cu2O薄膜，并以所制Cu2O薄膜为基底制各了复合改性后的Ag-Cu2O和ZnO-Cu2O薄膜，通过XRD、XPS、SEM、UV-Vis和PL对所制薄膜的微观结构、表面形貌和光学特性进行了表征和分析，同时研究了复合薄膜的电化学性能及探讨了光催化降解亚甲基蓝溶液的机理及动力学方面的应用。得到如下结论：
(1)Ag-Cu2O复合薄膜的制备表征及性能研究。研究结果表明，在最佳制备纳米Cu2O薄膜的条件下，所制备的Cu2O薄膜纯度较高，表现高强度的(111)晶面，具有高质量赤铜矿的晶体结构。通过氧化还原反应得到Ag-Cu2O复合薄膜，其薄膜呈规则、致密的锥状形貌。Ag-Cu2O薄膜的吸收边界在600nm左右，在500nm对光的吸收最大，几乎是单纯Cu2O薄膜对可见光吸收的2倍，Ag-Cu2O复合薄膜禁带宽度约为2.0eV。同时Ag-Cu2O复合薄膜比单纯的Cu2O薄膜具有更高的光电流及开路电压，其大小分别约为-0.0071A/cm2和4.0mV左右，说明在相同光照条件下，Ag-Cu2O复合薄膜比Cu2O薄膜具有更加优异的光电性能。此外，Ag-Cu2O复合薄膜的载流子浓度为1.329×1026cm-3，表现出较高的光生电子-空穴浓度，有利于对紫外光的吸收。
(2)Ag-Cu2O复合薄膜光催化降解亚甲基蓝的机理及动力学研究。结果表明，用UV-Vis和GC-MS分析检测仪器对反应过程中间产物进行分析及对各种谱图的解析可以得出，Ag-Cu2O复合薄膜光催化降解亚甲基蓝的降解历程为羟基自由基先氧化降解亚甲基蓝分子的生色基团即氮硫杂环，使其遭到破坏而脱色；然后攻击亚甲基蓝的降解中间产物，再经过一系列反应过程最终被催化降解为CO2和H2O等小分子物质。通过探究表明Ag-Cu2O复合薄膜光催化降解亚甲基蓝符合一级反应动力学模型：c=cok=coexp(0.1257co-0.452)
此外通过光催化还可得出Ag-Cu2O复合薄膜确有比单纯Cu2O薄膜更高的光催化降解效果，3h后其降解率可达93.1%，重复利用8次后，对亚甲基蓝的光催化降解率还能达到75%以上。说明Ag-Cu2O复合薄膜表现出了更好的催化性能及重复利用性。
(3)ZnO-Cu2O复合薄膜的制备表征及性能探究。结果表明，所制备的ZnO-Cu2O复合薄膜纯度较高，薄膜形貌成蓬松堆积片层结构，厚度约50nm。同时ZnO-Cu2O薄膜从可见光区到紫外光区都表现出良好的吸收及更强的光致发光性能。通过电化学阻抗的测试，可看出ZnO-Cu2O薄膜在黑暗状态下电化学阻抗大，交换电流密度小，光生电子-空穴的产生效率低；在有光照的情况下，交流阻抗半圆直径明显缩小，薄膜中的载流子浓度会增大，提高了量子效率，使电化学阻抗减小。
(4)ZnO-Cu2O复合薄膜光催化降解亚甲基蓝研究。结果表明，用UV-Vis和GC-MS分析检测仪对光催化反应过程的中间产物进行分析解析可得出，ZnO-Cu2O复合薄膜光催化降解亚甲基蓝的降解历程也为羟基自由基首先攻击亚甲基蓝分子的生色基团即氮硫杂环，使其遭到破坏而脱色；然后攻击降解的中间产物，再经过一系列反应过程最终被降解为CO2和H2O等小分子物质。通过光催化降解得出ZnO-Cu2O复合薄膜3h后降解率可达91%；重复利用8次后，对亚甲基蓝的降解率还能达到75%以上。说明所制ZnO-Cu2O复合薄膜表现出了更好的催化性能及重复利用性。
(1)Ag-Cu2O复合薄膜的制备表征及性能研究。研究结果表明，在最佳制备纳米Cu2O薄膜的条件下，所制备的Cu2O薄膜纯度较高，表现高强度的(111)晶面，具有高质量赤铜矿的晶体结构。通过氧化还原反应得到Ag-Cu2O复合薄膜，其薄膜呈规则、致密的锥状形貌。Ag-Cu2O薄膜的吸收边界在600nm左右，在500nm对光的吸收最大，几乎是单纯Cu2O薄膜对可见光吸收的2倍，Ag-Cu2O复合薄膜禁带宽度约为2.0eV。同时Ag-Cu2O复合薄膜比单纯的Cu2O薄膜具有更高的光电流及开路电压，其大小分别约为-0.0071A/cm2和4.0mV左右，说明在相同光照条件下，Ag-Cu2O复合薄膜比Cu2O薄膜具有更加优异的光电性能。此外，Ag-Cu2O复合薄膜的载流子浓度为1.329×1026cm-3，表现出较高的光生电子-空穴浓度，有利于对紫外光的吸收。
(2)Ag-Cu2O复合薄膜光催化降解亚甲基蓝的机理及动力学研究。结果表明，用UV-Vis和GC-MS分析检测仪器对反应过程中间产物进行分析及对各种谱图的解析可以得出，Ag-Cu2O复合薄膜光催化降解亚甲基蓝的降解历程为羟基自由基先氧化降解亚甲基蓝分子的生色基团即氮硫杂环，使其遭到破坏而脱色；然后攻击亚甲基蓝的降解中间产物，再经过一系列反应过程最终被催化降解为CO2和H2O等小分子物质。通过探究表明Ag-Cu2O复合薄膜光催化降解亚甲基蓝符合一级反应动力学模型：c=cok=coexp(0.1257co-0.452)
此外通过光催化还可得出Ag-Cu2O复合薄膜确有比单纯Cu2O薄膜更高的光催化降解效果，3h后其降解率可达93.1%，重复利用8次后，对亚甲基蓝的光催化降解率还能达到75%以上。说明Ag-Cu2O复合薄膜表现出了更好的催化性能及重复利用性。
(3)ZnO-Cu2O复合薄膜的制备表征及性能探究。结果表明，所制备的ZnO-Cu2O复合薄膜纯度较高，薄膜形貌成蓬松堆积片层结构，厚度约50nm。同时ZnO-Cu2O薄膜从可见光区到紫外光区都表现出良好的吸收及更强的光致发光性能。通过电化学阻抗的测试，可看出ZnO-Cu2O薄膜在黑暗状态下电化学阻抗大，交换电流密度小，光生电子-空穴的产生效率低；在有光照的情况下，交流阻抗半圆直径明显缩小，薄膜中的载流子浓度会增大，提高了量子效率，使电化学阻抗减小。
(4)ZnO-Cu2O复合薄膜光催化降解亚甲基蓝研究。结果表明，用UV-Vis和GC-MS分析检测仪对光催化反应过程的中间产物进行分析解析可得出，ZnO-Cu2O复合薄膜光催化降解亚甲基蓝的降解历程也为羟基自由基首先攻击亚甲基蓝分子的生色基团即氮硫杂环，使其遭到破坏而脱色；然后攻击降解的中间产物，再经过一系列反应过程最终被降解为CO2和H2O等小分子物质。通过光催化降解得出ZnO-Cu2O复合薄膜3h后降解率可达91%；重复利用8次后，对亚甲基蓝的降解率还能达到75%以上。说明所制ZnO-Cu2O复合薄膜表现出了更好的催化性能及重复利用性。