[發明專利]碳點和氮化碳共修飾二氧化鈦光電極及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 201811022138.6
• 申請日: 2018-09-04
• 公開（公告）號: CN109023413B
• 公開（公告）日: 2021-02-02
• 發明（設計）人: 孔維倩;張曉凡;吳東海;張守仁;楊保成;郭崢
• 申請（專利權）人: 黃河科技學院
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B1/55;C25B11/053;C25B11/091
• 代理公司: 新鄉市平原智匯知識產權代理事務所(普通合伙) 41139
• 代理人: 周闖

本發明公開了一種碳點和氮化碳共修飾二氧化鈦光電極的制備方法及其在光電催化分解水中的應用，碳點和氮化碳共修飾二氧化鈦光電極的制備方法包括以下步驟：（1）在FTO導電玻璃上經水熱反應先制備出TiO₂納米棒，經煅燒得到二氧化鈦光電極；（2）將二氧化鈦光電極浸入到尿素水溶液中，浸泡10~30分鐘，干燥，煅燒，得到C₃N₄/TiO₂光電極；（3）在C₃N₄/TiO₂光電極上旋涂碳點溶液，干燥，得到CDs/C₃N₄/TiO₂復合光電極。本發明首先將C₃N₄修飾在TiO₂的表面（C₃N₄/TiO₂），形成均勻的催化層，然后再將制備好的碳點修飾在C₃N₄/TiO₂復合光電極表面，可以有效地提高復合光電極的導電性，并降低TiO₂表面電荷復合嚴重的問題，同時實現拓寬TiO₂的光譜吸收范圍和提高載流子的分離效率，從而提高TiO₂的光電催化效率。

技術領域

本發明屬于光電材料技術領域，具體涉及一種碳點和氮化碳共修飾二氧化鈦光電極的制備方法及其在光電催化分解水中的應用。

背景技術

在當前社會，人類對傳統的不可再生能源如石油、煤炭、天然氣等的開采和消耗的速度急劇增長。在這個過程中消耗的能源產生的環境污染和能源危機的問題也變得愈來愈劇烈。因此，開發和利用可再生的清潔的能源引起人們越來越多的關注。太陽能作為一種綠色清潔且儲備量巨大的可再生資源，人們開始研究如何更高效地利用太陽能。在眾多開發利用太陽能的方法中，利用太陽光催化分解水產生氫氣和氧氣是可以有效的將光能轉化為化學能的有效方法。在此反應過程中所產生的氫氣其燃燒的產物只有水，同時具有143 kJ/kg的能量密度，是一種理想的綠色能源。因此，以水為原料，結合催化劑的特點，充分利用光電催化技術，在太陽能的作用下，選擇合適的催化劑利用光電催化技術可以有效的分解水得到氫能，從而得可再生能源。