[發明專利]一種MXene量子點活化的一維二氧化鈦納米復合光陽極的制備及其應用

有效

• 申請號: 202110730959.0
• 申請日: 2021-06-30
• 公開（公告）號: CN113436896B
• 公開（公告）日: 2022-07-12
• 發明（設計）人: 肖方興;李申;朱詩成
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H01G9/20
• 分類號: H01G9/20;H01G9/042
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 吳姍姍;蔡學俊

1.一種MXene量子點活化的一維TiO₂納米復合光陽極的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：

（1）TiO₂納米棒陣列的制備

以鈦酸四丁酯作為前驅體在FTO玻璃上水熱制備得到TiO₂納米棒陣列；

（2）MXene量子點溶液的制備

將Ti₃AlC₂原料通過氫氟酸刻蝕；刻蝕完成后，離心洗滌留下的黑色粘稠狀物質Ti₃C₂置于真空干燥箱中干燥；將得到的黑色粉末，加入超純水分散，溶液在N₂的氛圍下超聲，超聲結束后，用氨水調節溶液pH，然后進行高溫水熱處理，最后吸取上清液，過濾即得到MXene量子點MQDs的水溶液；

（3）PDDA溶液的配制

在PDDA原液中加入氯化鈉NaCl，再兌入超純水，配制獲得PDDA溶液；

（4）復合光陽極的制備

將步驟（1）準備好的一片導電面生長有TiO₂納米棒陣列的FTO玻璃，先在50-60 ml的PDDA溶液中攪拌5 min，后用60-70 ml的超純水攪拌洗滌1 min，再在50-60 ml的MXene量子點溶液中攪拌5 min，并依舊用60-70 ml的超純水攪拌洗滌1 min，如此循環往復，制得多層復合光陽極;

其中步驟（2）所述高溫水熱處理具體為100-150 ℃下水熱6 h。

2.根據權利要求1所述的一種MXene量子點活化的一維TiO₂納米復合光陽極的制備方法，其特征在于：步驟（2）所述刻蝕條件為60 ℃下刻蝕20-24 h。

3.根據權利要求1所述的一種MXene量子點活化的一維TiO₂納米復合光陽極的制備方法，其特征在于：步驟（2）所述采用氨水調節pH具體為調節至9-9.5。

4.根據權利要求1所述的一種MXene量子點活化的一維TiO₂納米復合光陽極的制備方法, 其特征在于：步驟（2）中所述N₂的氛圍下超聲時間為1 h。

5.根據權利要求1所述的一種MXene量子點活化的一維TiO₂納米復合光陽極的制備方法，其特征在于：步驟（2）中所制得的MXene量子點表面帶有負電荷，而步驟（3）中所配置得到的溶液中PDDA帶有正電荷。

6.根據權利要求1所述的一種MXene量子點活化的一維TiO₂納米復合光陽極的制備方法, 其特征在于：步驟（2）中所制得的MXene量子點平均粒徑在1-2 nm，屬0維材料。

7.根據權利要求1所述的一種MXene量子點活化的一維TiO₂納米復合光陽極的制備方法，其特征在于：步驟（3）中所述氯化鈉的加入量為5.85 g；配制獲得的PDDA溶液濃度為0.5mg/ml 。

8.一種如權利要求1-7任一項所述方法制備的MXene量子點活化的一維TiO₂納米復合光陽極。