[發明專利]混合相態硫化鎢修飾的氧化亞銅雙層析氫光電極及制備

有效

• 申請號: 201611186402.0
• 申請日: 2016-12-21
• 公開（公告）號: CN106702450B
• 公開（公告）日: 2018-10-09
• 發明（設計）人: 陳瑩;王玥
• 申請（專利權）人: 天津大學仁愛學院
• 主分類號: C25D9/04
• 分類號: C25D9/04;C25B11/06;C25B1/04
• 代理公司: 天津市杰盈專利代理有限公司 12207
• 代理人: 王小靜

1.一種混合相態硫化鎢修飾的氧化亞銅雙層析氫光電極，該析氫光電極以氟摻雜的二氧化錫玻璃為工作電極，Ag/AgCl作為參比電極，鉑片電極作為對電極進行電解制備，其特征在于，在二氧化錫玻璃為工作電極上電沉積氧化亞銅薄膜層，氧化亞銅薄膜層的厚度為0.8～1.0μm，氧化亞銅薄膜層之上是由具有半導體性質的相態2H-WS₂和具有金屬性質的相態1T-WS₂相態按質量比（0.5-0.25）：（0.5-0.75）構成的混合相態硫化鎢薄膜層，混合相態硫化鎢薄膜層的厚度為0.2～0.4μm，其中，氧化亞銅薄膜層與混合相態硫化鎢薄膜層的質量比為1:0.15～0.30。

2.按權利要求1所述的混合相態硫化鎢修飾的氧化亞銅雙層析氫光電極的制備方法，其特征在于包括以下過程：

（1）電沉積制備Cu₂O薄膜光電極

用NaOH水溶液將摩爾比為1:1的Cu₂SO₄和檸檬酸三鈉的混合水溶液的pH值調節到10.8～11.5，在溫度60^oC～70^oC下，將氟摻雜的二氧化錫玻璃作為工作電極、Ag/AgCl作為參比電極和鉑片電極作為對電極，在-0.4VvsAg/AgCl條件下沉積0.5～2h制備Cu₂O薄膜光電極；

（2）插層剝離WS₂

將WS₂固體粉末加入史萊克管中，在氬氣或氮氣的惰性氣體環境中，按每克WS₂所需正丁基鋰為0.2～0.8克，向史萊克管中加入濃度為2.4mol/l的正丁基鋰的正己烷溶液，在溫度60^oC～70^oC下反應20h～60h后，抽濾，并用水溶解所得固體；然后離心除去未剝離的WS₂，即得到含有混合相態硫化鎢的水溶液，其中具有金屬性質相態的1T-WS₂質量分數為50%～75%；

（3）混合相態硫化鎢修飾的氧化亞銅雙層析氫光電極的制備

將步驟（2）制得的含有混合相態硫化鎢水溶液濃度調節至為0.2mg/mL，在溫度20～25^oC下，以浸漬-提拉法,將步驟（1）制得的Cu₂O薄膜光電極表面先浸漬在含有混合相態硫化鎢水溶液中8～10min，然后以速度為30cm/s提拉出液面，如此浸漬-提拉5～10次，得到混合相態硫化鎢修飾的氧化亞銅雙層析氫光電極。

3.按權利要求2方法制得的混合相態硫化鎢修飾的氧化亞銅雙層析氫光電極應用，在0.5M的硫酸鈉水溶液中，光電催化分解水制備氫氣，在AM1.5光源，光強100mW/cm²和0.4VvsRHE的偏壓條件下，析氫過電位為0.08~0.09VvsRHE，析氫速率為9～10μmol/h。