进入二十一世纪之后，能源问题日益成为人类生存和发展的最重要问题之一^[1]。伴随着环境的严峻恶化，对于新能源的开发和环境的治理也受到越来越多的关注^[2]。因此，探索可持续和清洁能源已然成为人类下一步战略计划的重要发展方向^[3]。氢气作为一种环保的、可再生的能源，是化石燃料的理想替代品。在燃料电池和新能源汽车方面，氢气已经有了应用。如何大量并且廉价的获取氢气已经成为人们关注的重点。在诸多制氢方法中，半导体光催化制氢和太阳能分解水制氢气被认为是可行的解决方案，并且由于其高效和无污染等优点，使其具有缓解当前的环境和能源问题的潜力。近年来，越来越多的半导体材料如TiO₂^[4]、CdS^[5]、MoS₂^[6]、WO₃^[7]等被用来制作光解水制氢材料^[8]。在众多催化剂中，三氧化钨 (WO₃)是其中有效的可见光敏感型光催化剂，因为它的价带最大值 (VBM) 位于相对较高的能级，而导带最小值 (CBM) 的能量水平低于诸如TiO₂等^[9]光催化剂。种种优势使WO₃成为优秀的光催化材料。但是，原始的光催化剂WO₃的性能仍然受到光催化反应过程中光诱导载流子效率的限制，而导致光催化效率降低。

石墨烯不仅可以分离光生电子并减少光诱导电荷的复合，而且由于其资源丰富、制备方法简单、成本低、带隙窄以及在可见光范围内激发光电催化活性的能力强，可能使其成为一种有前途的光电催化材料^[10]。

WO₃的制备方法分为物理气相沉积法、化学气相沉积法、溶胶凝胶法、电化学法和水热法等^[11]。不同的制备方法可能会产生不同形貌、尺寸和微观结构等的产物，特定的形貌结果会对其性能产生很大的影响^[12]。Osi等^[13]使用喷雾热解法合成了具有可控微晶和粒径的WO₃颗粒，并通过研究发现了微晶和颗粒大小与光催化活性的关系，微晶尺寸25～105 nm的WO₃颗粒光催化活性最佳。Naseri等^[14]通过溶胶-凝胶法制备了WO₃薄膜，通过改变PEG分散剂的含量来研究WO₃薄膜催化反应产生的氢气量。结果表明，PEG≥4的膜具有较高的产氢效率。

随着研究的不断深入，人们开始尝试各种方法来提高光催化剂的产氢速率，例如在其中掺杂元素、复合功能碳材料以及异质结的构建。其中，石墨烯材料的飞速发展也为光解水提供了新的研究机会。石墨烯是良好的电子受体和导电材料。它可以接纳半导体导带中的电子，并迅速传导到活性位点。同时，石墨烯能够促进光生载流子的分离，并促进水的还原反应，产生氢气，石墨烯起到了代替贵金属催化剂的作用^[15]。Jun等^[16]通过将两面WO₃与还原氧化石墨烯纳米片结合，制备了2D/2D三氧化钨 (WO₃) 板/还原氧化石墨烯(RGO)复合材料，提高了光催化的效率，为制备具有高光催化性能的石墨烯基金属氧化物杂化提供了一种有效途径。Sankar等^[17]采用简单的超声化学方法合成了生物质活性炭修饰的三氧化钨(WO₃/B-AC)纳米复合材料，并呈现出活性炭纳米片封装的氧化钨纳米薄片的聚集结构，具有良好的催化性能。本实验通过水热法制备WO₃/rGO复合物，并研究该纳米材料的微观形貌和在光解水制氢方面的性能，为制备出能够高效光解水制氢的纳米材料提供了理论依据。