[发明专利]混合相态硫化钨修饰的氧化亚铜双层析氢光电极及制备

权利要求书

1.一种混合相态硫化钨修饰的氧化亚铜双层析氢光电极，该析氢光电极以氟掺杂的二氧化锡玻璃为工作电极，Ag/AgCl作为参比电极，铂片电极作为对电极进行电解制备，其特征在于，在二氧化锡玻璃为工作电极上电沉积氧化亚铜薄膜层，氧化亚铜薄膜层的厚度为0.8～1.0μm，氧化亚铜薄膜层之上是由具有半导体性质的相态2H-WS₂和具有金属性质的相态1T-WS₂相态按质量比（0.5-0.25）：（0.5-0.75）构成的混合相态硫化钨薄膜层，混合相态硫化钨薄膜层的厚度为0.2～0.4μm，其中，氧化亚铜薄膜层与混合相态硫化钨薄膜层的质量比为1:0.15～0.30。

2.按权利要求1所述的混合相态硫化钨修饰的氧化亚铜双层析氢光电极的制备方法，其特征在于包括以下过程：

（1）电沉积制备Cu₂O薄膜光电极

用NaOH水溶液将摩尔比为1:1的Cu₂SO₄和柠檬酸三钠的混合水溶液的pH值调节到10.8～11.5，在温度60^oC～70^oC下，将氟掺杂的二氧化锡玻璃作为工作电极、Ag/AgCl作为参比电极和铂片电极作为对电极，在-0.4VvsAg/AgCl条件下沉积0.5～2h制备Cu₂O薄膜光电极；

（2）插层剥离WS₂

将WS₂固体粉末加入史莱克管中，在氩气或氮气的惰性气体环境中，按每克WS₂所需正丁基锂为0.2～0.8克，向史莱克管中加入浓度为2.4mol/l的正丁基锂的正己烷溶液，在温度60^oC～70^oC下反应20h～60h后，抽滤，并用水溶解所得固体；然后离心除去未剥离的WS₂，即得到含有混合相态硫化钨的水溶液，其中具有金属性质相态的1T-WS₂质量分数为50%～75%；

（3）混合相态硫化钨修饰的氧化亚铜双层析氢光电极的制备

将步骤（2）制得的含有混合相态硫化钨水溶液浓度调节至为0.2mg/mL，在温度20～25^oC下，以浸渍-提拉法,将步骤（1）制得的Cu₂O薄膜光电极表面先浸渍在含有混合相态硫化钨水溶液中8～10min，然后以速度为30cm/s提拉出液面，如此浸渍-提拉5～10次，得到混合相态硫化钨修饰的氧化亚铜双层析氢光电极。

3.按权利要求2方法制得的混合相态硫化钨修饰的氧化亚铜双层析氢光电极应用，在0.5M的硫酸钠水溶液中，光电催化分解水制备氢气，在AM1.5光源，光强100mW/cm²和0.4VvsRHE的偏压条件下，析氢过电位为0.08~0.09VvsRHE，析氢速率为9～10μmol/h。