[發(fā)明專(zhuān)利]一種金屬氧化物/NiPi光陽(yáng)極材料及其制備有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710465279.4 | 申請(qǐng)日： | 2017-06-19 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN107354480B | 公開(kāi)（公告）日： | 2019-03-01 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 高文華;王建;陳耀文;魯福身 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 汕頭大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | C25B11/06 | 分類(lèi)號(hào)： | C25B11/06;C25B1/04 |
| 代理公司： | 廣州三環(huán)專(zhuān)利商標(biāo)代理有限公司 44202 | 代理人： | 溫旭;張澤思 |
| 地址： | 515063 *** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
| 權(quán)利要求書(shū)： | 查看更多 | 說(shuō)明書(shū)： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 金屬 氧化物 nipi 陽(yáng)極 材料 及其 制備 | ||
本發(fā)明涉及一種金屬氧化物/NiPi光陽(yáng)極材料，包括金屬氧化物光陽(yáng)極和NiPi薄膜鈍化層；所述NiPi薄膜包裹在所述金屬氧化物光陽(yáng)極外側(cè)。制備方法為：(1)金屬氧化物光陽(yáng)極膜的制備；(2)在金屬氧化物光陽(yáng)極膜上滴涂Ni鹽和中性磷酸緩沖溶液，沉積制備N(xiāo)aNiPO4薄膜；(3)對(duì)金屬氧化物光陽(yáng)極/NaNiPO4薄膜執(zhí)行光電化學(xué)調(diào)控。本發(fā)明的Ti摻雜在純Fe2O3表面引入了比較豐富的氧空穴，對(duì)于導(dǎo)電性提高很有幫助，NiPi包裹層抑制了純Fe2O3表面態(tài)，NiPi包裹層具有抑制導(dǎo)帶電子與氧氣反應(yīng)的性能，從而全方位提高Fe2O3電極表面電荷的轉(zhuǎn)移，具有更低的析氧過(guò)電位，NiPi薄膜在催化水分解方面是一個(gè)CoPi的很好的代替品。而且本發(fā)明操作簡(jiǎn)單，含Ni的催化劑在室溫下制備，耗能低，操作時(shí)間短。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于光電化學(xué)陽(yáng)極領(lǐng)域，尤其涉及一種金屬氧化物/NiPi光陽(yáng)極材料及其制備。
背景技術(shù)
光電解水被認(rèn)為是一種清潔的制氫制氧方法。對(duì)于光電化學(xué)陽(yáng)極，基本的要求有兩點(diǎn)，第一是具有較低的產(chǎn)氧起始電位，第二點(diǎn)是需要有較好的工作穩(wěn)定性，減少工作中的氧化與溶解。其中，α-Fe2O3(簡(jiǎn)寫(xiě)為Fe2O3)理論最大光生電流密度達(dá)到12.6mA/cm2，可以滿足工業(yè)的需要(10mA/cm2)。然而，F(xiàn)e2O3電極體相電荷分離效率低、表面空穴注入(催化水氧化)效率低。CoPi和IrO2包裹層是使用最多的降低Fe2O3水氧化起始電位(Angew.Chem.Int.Ed.,49(2010)6405- 6408.)，提高表面空穴注入效率的材料。并且，CoPi和IrO2有著非常高的穩(wěn)定性。但是，Co、Ir的地殼含量相對(duì)較低，嚴(yán)重制約了它們?cè)诠I(yè)中的的應(yīng)用。相比之下，Ni的地殼含量約高出Co十倍。為了解決這個(gè)問(wèn)題，含Ni催化劑薄膜在提高Fe2O3表面空穴注入效率方面獲得了極大的成功(J.Catal.,340(2016) 261–269.)，并且具有較高的穩(wěn)定性。
催化劑表面的磷酸根有利于催化水氧化，晶態(tài)的磷酸鹽(LiNiPO4和LiCoPO4) 在水氧化過(guò)程中表面生成一層NiOOH和CoOOH(J.Am.Chem.Soc.,134(2012) 16959-16962.)，造成磷酸根流失。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種金屬氧化物/NiPi光陽(yáng)極材料及其制備以解決現(xiàn)有的問(wèn)題。
為了實(shí)現(xiàn)上述的目的，采用如下的技術(shù)方案：
一種金屬氧化物/NiPi光陽(yáng)極材料，包括金屬氧化物光陽(yáng)極和NiPi薄膜鈍化層；所述NiPi薄膜包裹在所述金屬氧化物光陽(yáng)極外側(cè)。
進(jìn)一步的，所述金屬氧化物光陽(yáng)極為Fe2O3、0～5％Ti:Fe2O3納米棒陣列、 TiO2、ZnO或BiVO4中的一種。
進(jìn)一步的，所述金屬氧化物光陽(yáng)極為0.05％Ti:Fe2O3納米棒陣列。性能最佳。
進(jìn)一步的，所述金屬氧化物光陽(yáng)極的形貌為納米多孔薄膜、納米花型薄膜、納米樹(shù)突狀、納米珊瑚蟲(chóng)狀、或納米海膽狀中的一種。
進(jìn)一步的，所述NiPi薄膜厚度為2～10nm，包裹層宏觀負(fù)載量為8～12μg/cm2。
該專(zhuān)利技術(shù)資料僅供研究查看技術(shù)是否侵權(quán)等信息，商用須獲得專(zhuān)利權(quán)人授權(quán)。該專(zhuān)利全部權(quán)利屬于汕頭大學(xué)，未經(jīng)汕頭大學(xué)許可，擅自商用是侵權(quán)行為。如果您想購(gòu)買(mǎi)此專(zhuān)利、獲得商業(yè)授權(quán)和技術(shù)合作，請(qǐng)聯(lián)系【客服】
本文鏈接：http://www.szxzyx.cn/pat/books/201710465279.4/2.html，轉(zhuǎn)載請(qǐng)聲明來(lái)源鉆瓜專(zhuān)利網(wǎng)。
