[发明专利]Co(OH)2

说明书

本发明涉及Co(OH)subgt;2/subgt;/FePOsubgt;4/subgt;光电极薄膜及其在光电化学水分解中的应用。制备方法如下：将适量FePOsubgt;4/subgt;粉末分散于含Isubgt;2/subgt;的丙酮中，超声震荡得电泳沉积悬浮液；将两个面积相等的透明导电玻璃面对面相互平行浸入电泳沉积悬浮液中，电沉积制备FePOsubgt;4/subgt;光电极薄膜；将所得FePOsubgt;4/subgt;光电极薄膜于Co(OH)subgt;2/subgt;水溶液中浸渍处理，得Co(OH)subgt;2/subgt;/FePOsubgt;4/subgt;光电极薄膜。利用本发明的方法制备的Co(OH)subgt;2/subgt;/FePOsubgt;4/subgt;光电极薄膜，能够使得电子空穴对有效分离，降低电子空穴的复合率，进而可以有效的提高光电化学性能，达到高效地分解水的目的。

技术领域

本发明属于光电化学技术领域，提出了一种新的光电极材料Co(OH)₂/FePO₄的制备方法及其在光电化学水分解中应用。

背景技术

化石燃料储量有限，环境问题日益突出，解决环境污染和能源短缺的光电化学电池已成为人们关注的焦点。光电化学分解水制氢将太阳能转换成可储存的化学能，是21世纪解决环境和能源问题的主要手段。

在之前的研究中磷酸铁主要作为锂离子电池的嵌入电极。然而，随着材料工程师克服了电导率问题，近年来其作为电极材料使用越来越普遍。由于FePO₄制备简单、较易循环利用，是电动汽车电池的理想电极材料。但纯FePO₄的光电流较弱，作为光电极分解水的能力较差，为了改善FePO₄的问题，研究者们做了很多努力。《Journal of Alloys andCompounds》报导FePO₄并对LiNi_0.80Co_0.15Al_0.05O₂阴极材料进行表面改性；《ACS AppliedEnergy Materials》报导非晶态FePO₄纳米片钠存储性能的增强；《Journal of SolidState Chemistry》报导采用先进液相沉淀法制备高纯磷酸铁及其增强性能。这些主要是通过从制备方法上改变FePO₄的光电化学性能，而从掺杂、复合、助催化剂处理的方式改善FePO₄的光电化学性能的研究较少。

发明内容

本发明的目的在于提出Co(OH)₂/FePO₄光电极薄膜的制备方法。该方法具有制备方法简单、操作方便，实验条件易控制等优点。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：Co(OH)₂/FePO₄光电极薄膜，制备方法包括如下步骤：

1)将铁盐和磷酸盐分别溶于去离子水中后混合，用碱性溶液调节所得混合溶液的pH，搅拌下，水浴加热，离心，过滤，烘干后，高温煅烧，得FePO₄粉末；将适量的FePO₄粉末分散于含I₂的丙酮中，超声震荡，得电泳沉积悬浮液；

2)将两个面积相等的透明导电玻璃(FTO)作为正负电极，将两电极面对面相互平行浸入步骤1)获得的电泳沉积悬浮液中，并在两电极间施加一定的直流电压，设定沉积时间，切断电流，将两电极从悬浮液中取出，在室温下晾干，得FePO₄光电极薄膜；

3)将步骤2)所得FePO₄光电极薄膜于Co(OH)₂水溶液中浸渍处理，得Co(OH)₂/FePO₄光电极薄膜。

优选的，上述的Co(OH)₂/FePO₄光电极薄膜，步骤1)中，所述铁盐为九水合硝酸铁或六水合三氯化铁。