[发明专利]一种Ni-B助剂改性的氧化铁纳米棒电极及制备方法和在光催化中的应用

权利要求书

1.Ni-B助剂改性的氧化铁纳米棒电极，其特征在于，由FTO导电玻璃、α-Fe₂O₃纳米棒阵列和Ni-B助剂组成，在FTO导电玻璃上设置由垂直于FTO导电玻璃的α-Fe₂O₃纳米棒阵列组成的Fe₂O₃纳米棒薄膜，α-Fe₂O₃纳米棒长度和Fe₂O₃纳米棒薄膜厚度基本一致，Ni-B助剂通过电沉积的方式沉积于Fe₂O₃纳米棒薄膜表面，呈无定型层形貌覆盖于Fe₂O₃纳米棒薄膜表面，其中Ni和B元素的原子比为1:1.5～1:3，按照下述步骤进行：

第一步，在FTO导电玻璃上设置由垂直于FTO导电玻璃的α-Fe₂O₃纳米棒阵列组成的Fe₂O₃纳米棒薄膜，形成由Fe₂O₃纳米棒薄膜和FTO导电玻璃组成的氧化铁基底，按照下述步骤进行：

(1)将FTO导电玻璃先后依次在去离子水、丙酮和乙醇溶液中超声10分钟，经去离子水洗净，吹干备用；

(2)配制三氯化铁和硝酸钠前驱体溶液：称量2.16g三氯化铁和6.8g硝酸钠，溶于80mL水，得到0.1mol/L氯化铁和1mol/L硝酸钠的混合溶液；

(3)将FTO基底放入上述前驱体溶液中，在95℃下反应12h，淋洗、干燥，得到在FTO基底上生长的均匀的FeOOH纳米棒阵列；

(4)将上述FeOOH样品在空气中高温焙烧，使用管式炉，条件为：800℃，保持10分钟，自然降温，得到Fe₂O₃纳米棒阵列；

第二步，在三电极电化学体系中，以氧化铁基底为阳极，铂电极为阴极，饱和银/氯化银电极为参比电极，在氧化铁基底上电沉积助剂Ni-B，电解液为浓度0.01-0.5mol/L且pH为8-10的硼酸缓冲水溶液，硝酸镍浓度为0.1-1mmol/L，沉积电压相对于饱和银/氯化银电极为0.5-1.5V，沉积时长为10-3600s；在完成沉积后，在三电极电化学体系中，以沉积后的氧化铁基底为阳极，铂电极为阴极，饱和银/氯化银电极为参比电极，对沉积Ni-B助剂的氧化铁基底进行活化，电解质溶液为浓度0.1-1mol/L且pH为8-10的硼酸缓冲水溶液，外加电压相对于饱和银/氯化银电极为1.0-1.5V，活化时长为0.2-2h。

2.根据权利要求1所述的Ni-B助剂改性的氧化铁纳米棒电极，其特征在于，Fe₂O₃纳米棒薄膜厚度为300-400nm，α-Fe₂O₃纳米棒直径为50-100nm，Ni-B助剂厚度为1—20nm。