[發明專利]一種石墨烯增強光催化輔助電解水制氫陽極

在審

• 申請號: 202010533284.6
• 申請日: 2020-06-12
• 公開（公告）號: CN111636075A
• 公開（公告）日: 2020-09-08
• 發明（設計）人: 不公告發明人
• 申請（專利權）人: 中山科立特光電科技有限公司
• 主分類號: C25B11/06
• 分類號: C25B11/06;C25B11/02;C25B1/04
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明提供了一種石墨烯增強光催化輔助電解水制氫陽極，該陽極包括基底層、石墨烯層、二氧化鈦層；基底層的表面設有周期性楔形溝槽，石墨烯層置于基底層上，二氧化鈦層置于石墨烯層上。本發明利用溝槽聚集入射光，增強入射光與二氧化鈦層的相互作用；利用石墨烯層增強光生空穴的壽命，提高陽極的強氧化活性；利用二氧化鈦層上的凸起增強二氧化鈦層的析氧能力。當該陽極用于光催化輔助電解水裝置制氫時，這些方面的作用均有利于提高裝置的制氫效率。本發明具有制備方法簡單、制氫效率高的優點，在光催化輔助電解水制氫領域具有重要的應用價值。

技術領域

本發明涉及制氫技術領域，具體涉及一種石墨烯增強光催化輔助電解水制氫陽極。

背景技術

能源危機和環境污染是當今社會面臨的嚴峻挑戰。因為氫能具有高效和清潔的特點，被普遍認為是最適當的能源載體。雖然相對于電解水制氫，光催化輔助電解水制氫具有更高的效率，但是在光催化輔助電解水制氫中，陽極對光的利用不足，限制了制氫效率的進一步提高。

發明內容

為解決以上問題，本發明提供了一種石墨烯增強光催化輔助電解水制氫陽極，該陽極包括基底層、石墨烯層、二氧化鈦層；基底層的表面設有周期性楔形溝槽，石墨烯層置于基底層上，二氧化鈦層置于石墨烯層上。

更進一步地，在溝槽的底部設有由基底層和石墨烯層圍成的空腔。

更進一步地，在空腔內設有貴金屬顆粒。

更進一步地，在空腔內設有催化劑。

更進一步地，溝槽為非對稱的。

更進一步地，溝槽兩側面的角度不同。

更進一步地，在溝槽兩側二氧化鈦層的厚度不同。

更進一步地，催化劑層的材料為金屬氧化物、金屬氮化物、金屬硫化物。

更進一步地，貴金屬為金或銀。

更進一步地，還包括碳納米管，碳納米管置于二氧化鈦層表面、溝槽內。

本發明的有益效果：本發明提供了一種石墨烯增強光催化輔助電解水制氫陽極，該陽極包括基底層、石墨烯層、二氧化鈦層；基底層的表面設有周期性楔形溝槽，石墨烯層置于基底層上，二氧化鈦層置于石墨烯層上。本發明利用溝槽聚集入射光，增強入射光與二氧化鈦層的相互作用；利用石墨烯層增強光生空穴的壽命，提高陽極的強氧化活性；利用二氧化鈦層上的凸起增強二氧化鈦層的析氧能力。當該陽極用于光催化輔助電解水裝置制氫時，這些方面的作用均有利于提高裝置的制氫效率。本發明具有制備方法簡單、制氫效率高的優點，在光催化輔助電解水制氫領域具有重要的應用價值。

以下將結合附圖對本發明做進一步詳細說明。

附圖說明

圖1是石墨烯增強光催化輔助電解水制氫陽極的示意圖。

圖2是又一種石墨烯增強光催化輔助電解水制氫陽極的示意圖。

圖3是再一種石墨烯增強光催化輔助電解水制氫陽極的示意圖。

圖中：1、基底層；2、石墨烯層；3、二氧化鈦層；4、空腔。

具體實施方式

為進一步闡述本發明達成預定目的所采取的技術手段及功效，以下結合附圖及實施例對本發明的具體實施方式、結構特征及其功效，詳細說明如下。

實施例1