[发明专利]一种构建Z型异质结光阳极的方法及Z型异质结光阳极

权利要求书

1.一种构建Z型异质结光阳极的方法，其特征在于，包括下述步骤：

对FTO玻璃基片进行预处理；

获取具有核-壳结构的TiO₂纳米柱阵列光阳极；

将所述TiO₂纳米柱阵列光阳极浸泡于钼酸铵前驱体溶液中并在加热条件下持续搅拌；

取出浸泡后的所述TiO₂光阳极冷却至室温，再对所述TiO₂光阳极表面进行清洗后干燥；

将浸泡且干燥后的所述TiO₂光阳极在惰性氛围中高温煅烧得到具有Z型异质结的MoO_xN_y/TiO₂光阳极材料，其中，0X3，0Y2；

在获取具有核-壳结构的TiO₂纳米柱阵列光阳极的步骤中，具体包括下述步骤：

将预处理后的FTO玻璃基片导电面朝下置入反应釜中，所述反应釜以聚四氟乙烯为内衬；

将20 ml去离子水、20 ml浓盐酸与500 μl钛酸四丁酯溶液搅拌均匀后加入所述反应釜中，并在150~200 ℃水热反应15~20 h后冷却至室温得到反应后的FTO玻璃基片；

将反应后的FTO玻璃基片清洗烘干后置于400~600 ℃下煅烧2~3 h，再冷却至室温，得到具有核-壳结构的TiO₂纳米柱阵列光阳极；

在将干燥后的所述TiO₂光阳极在惰性氛围中高温煅烧得到具有Z型异质结的MoO_xN_y/TiO₂光阳极材料的步骤中，具体为：

将干燥后的所述TiO₂光阳极在氩气氛围中于100 ℃~500 ℃煅烧得到具有Z型异质结的MoO_xN_y/TiO₂光阳极材料。

2.如权利要求1所述的构建Z型异质结光阳极的方法，其特征在于，在对FTO玻璃基片进行预处理的步骤中，具体包括下述步骤：

将所述FTO玻璃基片剪裁为2×4cm²大小；

将剪裁后的FTO玻璃基片浸入丙酮和无水乙醇的混合溶液中超声处理10~20 min，其中，所述丙酮和无水乙醇的质量比1:1~1：2；

再将超声处理后的FTO玻璃基片浸泡在过氧化氢和浓硫酸的混合溶液中静置5~15min，其中，所述过氧化氢和浓硫酸的质量比为3：1~4：1；

再将静置后的FTO玻璃基片浸于无水乙醇10~20 min后干燥处理。

3.如权利要求2所述的构建Z型异质结光阳极的方法，其特征在于，所述FTO玻璃基片的厚度为2.0~2.2 mm，透光率为80%以上，方阻6~7 Ω，FTO膜层厚度为300~350 nm。

4.如权利要求3所述的构建Z型异质结光阳极的方法，其特征在于，所述浓盐酸在20 ℃的密度为1.18 g/ml，HCl含量36~38%。

5.如权利要求1所述的构建Z型异质结光阳极的方法，其特征在于，在将所述TiO₂纳米柱阵列光阳极浸泡于钼酸铵前驱体溶液中并在加热条件下持续搅拌的步骤中；

所述钼酸铵前驱体溶液以100 ml去离子水为基础溶剂，分别溶解10~300 mg四水合钼酸铵粉末调配而成，加热的温度为50~100 ℃，持续时间为2~2.5 h，搅拌转速100~500 r/min。

6.如权利要求1所述的构建Z型异质结光阳极的方法，其特征在于，在将浸泡后的所述TiO₂光阳极冷却至室温，再对所述TiO₂光阳极表面进行清洗后干燥的步骤中；

将浸泡后的所述TiO₂光阳极冷却至室温，使用无水乙醇和去离子水对所述TiO₂光阳极表面进行清洗，再将所述TiO₂光阳极在60~80℃下干燥20~30 min。

7.一种Z型异质结光阳极，其特征在于，由权利要求1至6任一项所述的构建Z型异质结光阳极的方法制备而成。