[發(fā)明專利]一種花瓣狀氧化亞銅及其制備方法和應用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201610211150.6
• 申請日: 2016-04-05
• 公開（公告）號: CN105803500B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發(fā)明（設計）人: 黃明高;梁興煇;趙倩雯;李紅
• 申請（專利權）人: 華南師范大學
• 主分類號: C25D7/12
• 分類號: C25D7/12;C25D9/08;H01L21/208;H01L31/18;B05D1/18
• 代理公司: 廣東廣信君達律師事務所44329
• 代理人: 張燕玲

技術領域

本發(fā)明屬于半導體材料沉積技術，具體涉及一種花瓣狀氧化亞銅及其制備方法和應用。

背景技術

能源短缺與環(huán)境污染是未來人類發(fā)展面臨的兩個主要的問題。太陽能由于具有資源豐富、能量高、清潔無污染等特點，備受人們的青睞，因此太陽能半導體材料近年來成為研究的熱點。氧化亞銅是一種p型半導體，禁帶寬度為2.1eV，其最大的優(yōu)點是可以吸收太陽光中的可見光激發(fā)出光生電子-空穴對，已被應用于太陽能電池材料、光催化降解有機污染物和防污涂料等領域。

目前沉積氧化亞銅的方法主要有電化學沉積法、化學氣相沉積法、濺射法、濕化學方法、光化學合成法、溶膠凝膠法等。其中濕化學方法、光化學合成法、溶膠凝膠法通常通過還原分離得到氧化亞銅固體，電化學沉積法、化學氣相沉積法、濺射法可以實現(xiàn)氧化亞銅在導電基體上的沉積，沉積的氧化亞銅具有附著力強、不易脫落、分布均勻、厚度可控等優(yōu)點，但是這些方法操作復雜，需要消耗大量的電能或熱能及專用的儀器設備。針對以上方法的不足，希望發(fā)展一種操作簡便、可控、耗能小、無毒環(huán)保的方法實現(xiàn)氧化亞銅的沉積。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有技術的缺點與不足，本發(fā)明的首要目的在于提供一種花瓣狀氧化亞銅的制備方法；該方法是利用紫外光源輻射下葡萄糖的光催化氧化提供電子源實現(xiàn)醋酸銅在導電基體上的沉積方法。

本發(fā)明的另一個目的在于提供上述制備方法得到的花瓣狀氧化亞銅。

本發(fā)明的還在于提供上述花瓣狀氧化亞銅的應用。

本發(fā)明的目的通過下述技術方案實現(xiàn)：

一種花瓣狀氧化亞銅的制備方法，包括以下操作步驟：

(1)通過提拉法在ITO上沉積一層TiO₂薄膜，然后恒溫干燥制作TiO₂/ITO電極；

(2)以步驟(1)所得TiO₂/ITO電極作為陽極、以導電基體作為陰極，分別與電化學工作站的2個電極接頭連接；在陽極池中加入亞硫酸鈉溶液作電解質(zhì)溶液、加入葡萄糖作燃料，在陰極池中加入醋酸銅溶液，構建成光催化燃料電池；然后在紫外光照射下沉積得到花瓣狀氧化亞銅。

步驟(1)所述制作TiO₂/ITO電極具體是通過在P25二氧化鈦乙醇溶膠中浸泡提拉制作TiO₂/ITO電極。

步驟(1)所述恒溫干燥是在35～45℃條件下進行干燥。

步驟(2)所述TiO₂/ITO電極是作為光陽極。

步驟(2)所述亞硫酸鈉溶液的濃度為0.01～1mol/L，pH值為11～14。

步驟(2)所述葡萄糖在陽極池電解質(zhì)溶液中的濃度為0.001～4mol/L。

步驟(2)所述陰極池中醋酸銅溶液的濃度為0.001～0.4mol/L。

步驟(2)所述陽極池和陰極池之間用飽和氯化鉀鹽橋連接。

上述制備方法制備得到的花瓣狀氧化亞銅。

上述花瓣狀氧化亞銅在太陽能電池制備、光催化降解污染物及制氫領域中的應用。

與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明具有以下優(yōu)點及有益效果：本發(fā)明提供的沉積方法操作簡單，成本低廉，能量利用率高，無毒環(huán)保，可以通過控制反應的PH值、時間、溫度、溶度來控制氧化亞銅的形貌，合成的氧化亞銅具有高吸收系數(shù)以及能量轉換效率高的優(yōu)點，對于析氫有一定的促進作用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例2中構建的光催化燃料電池在沉積氧化亞銅時光電流隨時間的變化曲線。

圖2是本發(fā)明實施例2中構建的光催化燃料電池在導電玻璃上所沉積的氧化亞銅的SEM(掃描電子顯微鏡)圖。

圖3是本發(fā)明實施例2構建的光催化燃料電池在黑暗中(曲線1)與光照下(曲線2)電流密度隨電池電壓的變化曲線。

圖4是本發(fā)明實施例2構建的光催化燃料電池在黑暗中(曲線1)與光照下(曲線2)功率密度隨電池電壓的變化曲線。

具體實施方式

下面結合實施例對本發(fā)明作進一步詳細的描述，但本發(fā)明的實施方式不限于此。根據(jù)本發(fā)明設計目的，同類物質(zhì)的簡單替代以及尺寸形狀的變化，例如改變本發(fā)明沉積的時間，改變電極外觀(如改為正方形或其它形狀)，簡單改變葡萄糖用量或者溶液的pH值等均應屬于本發(fā)明的范圍；下述實施例中所使用的試驗方法如無特殊說明，均為本技術領域現(xiàn)有的常規(guī)方法；所使用的材料、試劑等，如無特殊說明，均為可從商業(yè)途徑得到的試劑和材料。

實施例1光催化燃料電池的構建