[发明专利]Co(OH)2

说明书

本发明属于光催化和材料化学技术领域，具体涉及一种Co(OH)₂修饰的NiAl‑LDH/α‑Fe₂O₃复合光阳极及其制备方法。采用水热法制备具有可见光响应的α‑Fe₂O₃粉末，沉积在氟掺杂的SnO₂导电玻璃上，制得α‑Fe₂O₃光阳极。采用含有硝酸镍，硝酸钴以及硝酸铝的混合水溶液浸渍α‑Fe₂O₃光阳极，经水热反应后，获得Co(OH)₂修饰的NiAl‑LDH/α‑Fe₂O₃复合光阳极。本发明原料价格低廉，工艺简单，将多元类水滑石同时负载在α‑Fe₂O₃光阳极上，制得的复合材料具有规则的交联网状结构，能够有效地促进光生电子空穴的迁移与分离，极大地提高赤铁矿基光阳极的光电化学活性。

技术领域

本发明属于光催化和材料化学技术领域，具体涉及一种Co(OH)₂修饰的NiAl-LDH/α-Fe₂O₃复合光阳极及其制备方法。

背景技术

随着社会的飞速发展，人们对能源的需求日益增长。然而，化石能源产生的大气和环境污染问题给人类社会的可持续发展带来了巨大挑战，所以开发清洁无污染的可再生能源迫在眉睫。氢元素地球储量丰富，且具有较大的燃烧热值，因此氢气成为了最具潜力的清洁能源之一。在现有的制氢方式中，利用太阳光分解水制氢的优势在于装置简易，操作简便，产物纯度高且易于分离，因此如何有效地开发并利用太阳能资源，将太阳能安全高效地转换为氢能，成为全世界范围内的研究热点。

自1972年，Fujishima和Honda首次报道了在太阳光的照射下，二氧化钛(TiO₂)电极能将水催化分解产生氢气。从此，利用半导体材料进行太阳能光解水制氢被广泛研究。然而，在光电化学分解水的过程中，阳极水氧化动力学缓慢，过电位高以及稳定性差的弊端，已严重影响该体系能量转换效率的提升。因此，开发价格低廉，活性高和稳定性好的阳极光电材料具有重要意义。

目前研究发现，BiVO₄，WO₃，Ta₃N₅及α-Fe₂O₃等光电阳极材料均具备光催化分解水的作用。其中，α-Fe₂O₃光阳极由于具有较低的带隙值(1.9～2.1eV)，对可见光的利用率高，储量丰富，耐光腐蚀，且在强碱性条件下表现出较好的热力学稳定性等优点，而受到广泛关注。在1.5个标准太阳光的辐照下，α-Fe₂O₃光阳极在1.23V vs.RHE(相对于标准氢能级)的光电流密度理论上可达12.6mA/cm²。但是，由于α-Fe₂O₃的导电性差、光生电子空穴复合率高以及水氧化反应速度慢等缺点，使其光生载流子迁移受到极大抑制，从而导致较低的光电催化活性。

发明内容

为解决背景技术部分指出的技术问题，本发明提供了一种Co(OH)₂修饰的NiAl-LDH/α-Fe₂O₃复合光阳极及其制备方法，采用一步水热法，将镍铝水滑石及Co(OH)₂负载在α-Fe₂O₃光阳极上，构建新型高效复合光阳极材料。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：Co(OH)₂修饰的NiAl-LDH/α-Fe₂O₃复合光阳极的一步合成法，包括以下步骤：

(1)将1×2cm的FTO玻璃分别在丙酮、无水乙醇及去离子水中超声清洗30min，80℃干燥1h。