[发明专利]一种CQDs/GCNNs/Fe2-x

摘要

本发明公开了一种CQDs/GCNNs/Fe2‑xTixO3/FTO光阳极的制备方法，由可溶性三价铁盐和尿素、在有机钛溶液作钛源、采用FTO导电玻璃作为载体的水热环境中制备得到Fe2‑xTixO3/FTO，然后采用本发明所述的处理方法处理Fe2‑xTixO3/FTO得到CQDs/GCNNs/Fe2‑xTixO3/FTO光阳极，经过光电测试表明本发明制备的光阳极经过本发明的处理工艺后CQDs/GCNNs/Fe2‑xTixO3/FTO在1.23伏特电压(V，相对于可逆氢电极)下的光电流密度为3.38mA/cm2，而Fe2‑xTixO3/FTO在1.23V电压(相对于可逆氢电极)下的光电流密度为1.66mA/cm2，光电流密度提高超过了2倍。因此本发明制备的光阳极及其处理方法是一种具有实现低能耗高效分解水的先进技术手段之一，具有很好的工业应用前景，能够用以缓解当今全球日益紧张的能源供应格局。

主权项

1.一种CQDs/GCNNs/Fe2‑xTixO3/FTO光阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)取硝酸铁、三氯化铁、乙酸铁中的一种配制成0.05～0.15摩尔的水溶液；配制0.05～0.25摩尔的尿素或氨水的溶液；(2)取四氯化钛、钛酸四丁酯、三异丙醇钛中的一种0.1～0.5毫升，向其中加入10～50毫升有机溶剂，搅拌混合均匀后得到混合溶液A；(3)从步骤(2)中取出100～300微升混合溶液，将步骤(1)中的溶液加入后搅拌10～40分钟后得到混合溶液B；(4)将裁减好的FTO片子放入水中超声波清洗10～30分钟，再放入乙醇中超声波清洗10～30分钟，再放入丙酮溶剂中超声波清洗10～30分钟，最后用高纯氮气或氩气吹干清洗后的FTO片子；(5)取步骤(3)中的混合溶液B20～40毫升，加入到50毫升的聚四氟乙烯带不锈钢衬底的反应釜中，再将步骤(4)中清洗好的FTO片子放入上述的反应釜中，其中FTO片子的导电面朝下斜靠反应釜壁以30～60度放置；(6)将步骤(5)的反应釜转移到电热鼓风干燥箱中，使反应温度控制在90～110℃，反应时间3～6小时，当反应完毕反应釜温度降至室温后取出得到Fe1‑xTixOOH/FTO片子，用去离子水冲洗多次，然后放入50～80℃电热鼓风干燥箱中干燥8～12小时；(7)将步骤(6)制备的Fe1‑xTixOOH/FTO片子在500～800℃高温炉中煅烧1～5小时得到Fe2‑xTixO3/FTO光阳极；(8)将经过步骤(7)中制备的Fe2‑xTixO3/FTO光阳极再放在盛有三聚氰胺、尿素、双氰胺中的一种的耐高温器皿中，Fe2‑xTixO3/FTO光阳极距离三聚氰胺、尿素、双氰胺中的一种的上方1‑4cm，接着在空气、氩气氧气混合气、氧气中的一种气氛下490～560℃煅烧2～5小时，等降到室温后取出得到GCNNs/Fe2‑xTixO3/FTO光阳极；(9)取葡萄糖、蔗糖、焦糖中的一种配制0.04‑0.12摩尔的水溶液，然后在170‑220℃温度下碳化4‑10小时，得到CQDs分散液；(10)将步骤(9)中制备的CQDs分散液均匀涂覆到步骤(8)制备的GCNNs/Fe2‑xTixO3/FTO光阳极上，即得到CQDs/GCNNs/Fe2‑xTixO3/FTO光阳极。