[发明专利]一种光电催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种光电催化剂，其特征在于：所述光电催化剂为Cl离子修饰的ZnO/Cu₂O纳米管阵列，其中以ZnO纳米棒阵列为模板，将Cu₂O负载到ZnO上，形成ZnO/Cu₂O复合纳米管阵列，而Cl离子主要吸附在连续的ZnO/Cu₂O纳米管阵列表面，部分掺杂在ZnO/Cu₂O晶格中。

2.根据权利要求1所述的光电催化剂，其特征在于：所述光电催化剂中Zn²⁺、Cu⁺、Cl^-的摩尔比为4:1:2。

3.一种光电催化剂制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采用恒电流电化学沉积法在导电玻璃片上沉积ZnO纳米棒阵列；

S2：将S1中得到的ZnO纳米棒阵列放入含CuCl₂的Cu₂O镀液中，通过恒电位电化学沉积法在导电玻璃上沉积Cu₂O后取出并进行干燥处理，得到ZnO/Cu₂O/Cl^-纳米管阵列，即得所述光电催化剂。

4.根据权利要求3所述的光电催化剂制备方法，其特征在于：所述S1为将乙酸铵、硝酸锌和六次甲基四胺溶于水中，得到ZnO镀液，然后将ZnO镀液倒入电解槽中，把一片洁净且干燥的氟锡氧化物导电玻璃片放入所解槽中，加热以在玻璃片上电镀一层均匀的ZnO，电镀结束后，取出玻璃片并用去离子水冲洗，得到ZnO纳米棒阵列。

5.根据权利要求3所述的光电催化剂制备方法，其特征在于：所述S1中乙酸铵、硝酸锌和六次甲基四胺的质量比为乙酸铵：硝酸锌：六次甲基四胺＝1:7.62:1.79，电镀温度为90℃，电镀时间为50min，电镀电流为-2.0mA。

6.根据权利要求3所述的光电催化剂制备方法，其特征在于：所述S1中的ZnO镀液中，乙酸铵的质量浓度为0.39g/500mL，硝酸锌的质量浓度为2.97g/500mL，六次甲基四胺的质量浓度为0.70g/500mL。

7.根据权利要求3所述的光电催化剂制备方法，其特征在于：所述S2为将CuCl₂溶于水中，得到含CuCl₂的Cu₂O镀液，然后将Cu₂O镀液倒入电解槽中，将S1中得到的ZnO纳米棒阵列放入所述电解槽中，加热并在玻璃片上电镀一层均匀的Cu₂O，电镀结束后，取出玻璃片并用去离子水冲洗，得到Cl离子修饰的ZnO/Cu₂O纳米管阵列，即得光电催化剂。

8.根据权利要求3所述的光电催化剂制备方法，其特征在于：所述S2中在ZnO纳米棒阵列上电镀Cu₂O时的电镀温度为60℃，电镀时间为40min，电镀电位为-0.2V；CuCl₂水溶液中CuCl₂的浓度为0.005mol/L，溶液体积为100mL。

9.一种根据权利要求1或2所述光电催化剂的应用，其特征在于：将所述光电催化剂应用于催化CO₂还原。