[發(fā)明專利]具有內(nèi)建電場的多孔結(jié)構(gòu)大面積光催化器件及其制備方法

在審

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• 申請日: 2022-03-31
• 公開（公告）號: CN114682242A
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭勇;王繼澤
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢理工大學(xué)
• 主分類號: B01J21/06
• 分類號: B01J21/06;B01J27/135;B01J27/24;B01J35/00;B01J35/10;C01B32/40;C25B1/23;C25B1/55;C25B11/055;C25B11/069;C25B11/091
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 崔友明

1.一種具有內(nèi)建電場的多孔結(jié)構(gòu)大面積光催化器件，其特征在于：包括依次疊層設(shè)置的基板、導(dǎo)電層、第一光催化層以及介孔層，所述介孔層中填充有第二光催化層。

2.如權(quán)利要求1所述的具有內(nèi)建電場的多孔結(jié)構(gòu)大面積光催化器件，其特征在于：所述基板為透明基板。

3.如權(quán)利要求1所述的具有內(nèi)建電場的多孔結(jié)構(gòu)大面積光催化器件，其特征在于：所述第一光催化層的光催化材料采用氧化鈦和類石墨狀氮化碳。

4.如權(quán)利要求1所述的具有內(nèi)建電場的多孔結(jié)構(gòu)大面積光催化器件，其特征在于：所述介孔層的材料采用氧化鋯和石墨。

5.如權(quán)利要求1所述的具有內(nèi)建電場的多孔結(jié)構(gòu)大面積光催化器件，其特征在于：所述第二光催化層材料的導(dǎo)帶低和價帶頂均高于所述第一光催化層中的光催化材料，且第二光催化層材料的禁帶寬度小于第一光催化層。

6.如權(quán)利要求1所述的具有內(nèi)建電場的多孔結(jié)構(gòu)大面積光催化器件，其特征在于：所述光催化器件的孔中至少有90％的孔的孔徑控制在10～100nm之間。

7.一種具有內(nèi)建電場的多孔結(jié)構(gòu)大面積光催化器件的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，清洗基板和導(dǎo)電層；

S2，在導(dǎo)電層上制備TiO₂和g-C₃N₄光催化層，作為光催化異質(zhì)結(jié)中的可見光前吸收層；

S3，在催化反應(yīng)發(fā)生層上制備氧化鋯介孔層和石墨介孔層，作為填充第二光催化層的結(jié)構(gòu)支架；

S4，在結(jié)構(gòu)支架中填充第二光催化層，作為光催化異質(zhì)結(jié)中的可見光后吸收層，與第一光催化層構(gòu)建異質(zhì)結(jié)，形成內(nèi)建電場。

8.如權(quán)利要求7所述的具有內(nèi)建電場的多孔結(jié)構(gòu)大面積光催化器件的制備方法，其特征在于：在所述S1步驟中，依次用洗潔精水溶液、去離子水和乙醇超聲清洗基板和導(dǎo)電層各15-20min，然后用氮氣流將其吹干后在等離子體清洗機中再次清洗9-11min。

9.如權(quán)利要求7所述的具有內(nèi)建電場的多孔結(jié)構(gòu)大面積光催化器件的制備方法，其特征在于：在所述S2和S3步驟中，先將漿料印刷于基底上，放置于烘箱內(nèi)烘干，然后按照一定的升溫程序放置于馬弗爐中進(jìn)行燒結(jié)。

10.如權(quán)利要求7所述的具有內(nèi)建電場的多孔結(jié)構(gòu)大面積光催化器件的制備方法，其特征在于：在所述S4步驟中，先將PbB_r2溶液均勻滴涂在介孔層表面，熱處理后將基板浸泡在CsBr溶液中反應(yīng)生成CsPbBr₃，最后將基板放在熱臺上熱處理。