[发明专利]一种基于表面氢氧壳层调控的光电极及其制备方法

摘要

本发明公开了一种基于表面氢氧壳层调控的光电极及其制备方法，属于无机光电极材料制备领域。本发明选取FTO、ITO、金属片等导电材料用作电极基底，通过水热法、电化学沉积、旋涂提拉等方法生长均匀致密和结晶良好的纳米结构薄膜，通过真空、惰性或还原气氛煅烧在电极中引入氧空位缺陷，并进一步采用光辐照下的电化学处理实现缺陷的深度分布调控，最后利用电极体系进行电极表面电还原处理，协同发挥深度分布的氧空位层分离电荷和氢化层的表面助催化作用，获得电极光电催化活性和运行稳定性的提高。本发明制备的电极光电催化活性高、成本低、易于实现循环周期内稳定运行，有望在环境修复和分解水制取新能源等领域获得应用。

主权项

1.一种基于表面氢氧壳层调控的光电极制备方法，其特征在于：包括以下步骤：步骤1：氧化物薄膜的制备：通过纳米薄膜制备方法在以导电材料为基底的电极基底表面生长氧化物薄膜；步骤2：电极中氧空位缺陷生成：在真空、惰性或还原气体气氛下对氧化物薄膜进行高温还原；步骤3：光电作用下电极氧空位缺陷深度分布调控：采用两电极或三电极体系在辐照光源下进行氧化物薄膜的氧空位缺陷深度分布调控，对所制备的光电极施加一定时间的电压进行氧空位重整，对所制备的光电极施加的一定时间的电压为1.5～2.5V vs.RHE，时间为2～24小时；步骤4：电极表面氢化层生成：对氧空位缺陷调控后的光电极施加一定时间的电压进行表面还原处理，对氧空位缺陷调控后的光电极施加的一定时间的电压为‑0.8V～0.1V vs.RHE，时间为10～7200秒，以材料表面生成的氢化层作为助催化剂提高电极的光电催化效率，获得基于表面氢氧壳层调控的光电极材料。