[發(fā)明專利]一種Ti3 有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202010706687.6 | 申請(qǐng)日： | 2020-07-21 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN111962090B | 公開(kāi)（公告）日： | 2021-11-19 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 胡建強(qiáng);葉融凱 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 華南理工大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C25B1/04 | 分類號(hào)： | C25B1/04;C25B11/091 |
| 代理公司： | 廣州粵高專利商標(biāo)代理有限公司 44102 | 代理人： | 何淑珍;馮振寧 |
| 地址： | 510640 廣*** | 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 ti base sub | ||
本發(fā)明公開(kāi)了一種Ti3C2?MXene修飾的α?氧化鐵光電極及其制備方法，涉及納米材料技術(shù)領(lǐng)域。該方法包括：將FTO導(dǎo)電玻璃浸漬在含有鐵鹽與Ti3C2?MXene混合水溶液的反應(yīng)釜中，利用水熱法將氧化鐵與Ti3C2?MXene共同沉積在FTO導(dǎo)電玻璃表面，并通過(guò)退火處理，得到所述Ti3C2?MXene修飾的α?氧化鐵光電極。本發(fā)明涉及的Ti3C2?MXene修飾的方法解決了傳統(tǒng)α?氧化鐵導(dǎo)電性差、表面載流子壽命短等問(wèn)題，提升了其光電轉(zhuǎn)化效率，進(jìn)而提升了其光電催化能力。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及納米材料技術(shù)領(lǐng)域，具體地說(shuō)是涉及一種Ti3C2-MXene修飾的α-氧化鐵光電極及其制備方法。
背景技術(shù)
清潔能源的開(kāi)發(fā)和利用對(duì)于解決當(dāng)代社會(huì)的能源問(wèn)題具有重大意義，其中，光電催化分解水由于可以利用可再生的水資源、豐富的太陽(yáng)能以及電力制取清潔的氫能，被認(rèn)為是極具前景的一項(xiàng)技術(shù)。α晶型的氧化鐵由于具有合適的帶隙、較高的太陽(yáng)能利用效率、高穩(wěn)定性、價(jià)格低廉且環(huán)境友好等優(yōu)點(diǎn)，是一種具有廣泛應(yīng)用前景的半導(dǎo)體光催化劑。然而，導(dǎo)電性差、表面電子/空穴結(jié)合速率過(guò)快、電荷傳輸效率低等問(wèn)題降低了α-氧化鐵光電轉(zhuǎn)換效率，限制了其實(shí)際應(yīng)用。
目前，增強(qiáng)α-氧化鐵光電性能的工作主要集中在兩個(gè)方面：1.摻雜過(guò)渡金屬元素以提高其電荷遷移速率；2.在電極表面負(fù)載鈍化層以提高其載流子分離能力。授權(quán)專利CN105837194A公開(kāi)了一種鈦摻雜α-氧化鐵光電極的制備方法，該技術(shù)通過(guò)在β-FeOOH膜表面涂覆鈦源并進(jìn)行退火的方法實(shí)現(xiàn)了鈦摻雜，增強(qiáng)了α-氧化鐵光電極材料的光電性能。但是，該方法的操作較為復(fù)雜，且使用了鈦酸酯、過(guò)氧化氫等易分解試劑，限制了其進(jìn)一步應(yīng)用。
發(fā)明內(nèi)容
為了克服現(xiàn)有技術(shù)存在的上述不足，本發(fā)明的目的是提供一種Ti3C2-MXene修飾的α-氧化鐵光電極及其制備方法。
針對(duì)α-氧化鐵本身導(dǎo)電性差、表面電子/空穴結(jié)合速率過(guò)快、電荷傳輸效率低且傳統(tǒng)改性方法步驟較為復(fù)雜等問(wèn)題，本發(fā)明提供了一種Ti3C2-MXene修飾的α-氧化鐵光電極的制備方法，該方法簡(jiǎn)單易行，且有效地提升了α-氧化鐵光電極的光電催化性能。
近年來(lái)，二維層狀結(jié)構(gòu)的Ti3C2（MXene）由于其優(yōu)異的導(dǎo)電性、較好的光學(xué)活性及良好的電子協(xié)同效應(yīng)，在儲(chǔ)能、催化、檢測(cè)、分離等領(lǐng)域受到了廣泛關(guān)注。本發(fā)明制備了一種Ti3C2-MXene修飾的α-氧化鐵光電極，該電極材料的制備方法簡(jiǎn)單易行，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了過(guò)渡金屬摻雜和表面鈍化層修飾，所制備的光電極的光電催化性能得到了大幅度提升。
本發(fā)明的目的至少通過(guò)如下技術(shù)方案之一實(shí)現(xiàn)。
本發(fā)明提供的一種Ti3C2-MXene修飾的α-氧化鐵光電極的制備方法，包括如下步驟：
（1）將Ti3C2粉末加入水中，超聲處理，干燥后得到二維Ti3C2-MXene納米片；
（2）將鐵鹽前驅(qū)體、硝酸鈉、步驟（1）所述二維Ti3C2-MXene納米片及水混合，得到混合液；將FTO導(dǎo)電玻璃置于反應(yīng)釜中，并向反應(yīng)釜中加入所述混合液，浸沒(méi)所述FTO導(dǎo)電玻璃，升溫進(jìn)行沉積反應(yīng)，洗滌干凈，干燥得到沉積后的FTO導(dǎo)電玻璃（表面沉積了氧化鐵與Ti3C2-MXene的FTO導(dǎo)電玻璃）；
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