[發(fā)明專利]一種采用釩酸鉍光電極制氫的方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202210467810.2
• 申請日: 2022-04-29
• 公開（公告）號: CN114908357A
• 公開（公告）日: 2022-08-16
• 發(fā)明（設計）人: 王澤巖;王肇祺;黃柏標;鄭昭科;劉媛媛;王朋;程合鋒;張倩倩;張曉陽
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B1/55;C25B11/087;C25B11/077
• 代理公司: 濟南圣達知識產(chǎn)權代理有限公司 37221
• 代理人: 張曉鵬

本發(fā)明公開了一種采用BiVO₄光電極制氫的方法，包括如下步驟：將乙酰丙酮氧釩、硝酸鉍和有機溶劑混合均勻，得前驅體溶液；將前驅體溶液旋涂或電沉積在FTO導電玻璃上，退火制備得到BiVO₄光電極；將羥基酸或其鹽溶于水中，制得溶液，羥基酸為同時含有羥基和羧基的有機化合物；以所述BiVO₄光電極為工作電極，以羥基酸或其鹽為電解質(zhì)溶液，采用三電極體系，在光照并外加偏壓的作用下制氫。通過簡單的旋涂?退火或電沉積?退火方法即可得到生長在FTO導電玻璃上的BiVO₄光電極材料，該光電極材料擁有納米顆粒組成的多孔結構，具有較好的光電化學制氫活性。

技術領域

本發(fā)明屬于光電化學制氫技術領域，具體涉及一種采用BiVO₄光電極制氫的方法。

背景技術

這里的陳述僅提供與本發(fā)明相關的背景技術，而不必然地構成現(xiàn)有技術。

利用光電化學技術制氫是相對理想的方式，主要是因為：(1)光電化學技術基于太陽能和水，而這兩種物質(zhì)都是無污染的可再生資源；(2)光電化學制氫技術相對簡單，可以小規(guī)模生產(chǎn)又可以大規(guī)模生產(chǎn)。但是，發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，由于現(xiàn)有的光電極實際能量轉化效率低，使其制氫效率和實際應用受到了較大的制約。

發(fā)明內(nèi)容

針對現(xiàn)有技術存在的不足，本發(fā)明的目的是提供一種采用BiVO₄光電極制氫的方法，可以通過改進BiVO₄光電極的光電化學性能進一步提升其制氫效率，降低制氫所需要的能量損耗。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明是通過如下的技術方案來實現(xiàn)：

一種采用BiVO₄光電極制氫的方法，包括如下步驟：

將乙酰丙酮氧釩、硝酸鉍和有機溶劑混合均勻，得前驅體溶液；

將前驅體溶液旋涂或電沉積在FTO導電玻璃上，退火制備得到BiVO₄光電極；

將羥基酸或其鹽溶于水中，制得溶液，羥基酸為同時含有羥基和羧基的有機化合物；

以所述BiVO₄光電極為工作電極，以羥基酸或其鹽為電解質(zhì)溶液，采用三電極體系，在光照并外加偏壓的作用下制氫。

上述本發(fā)明的有益效果為：

BiVO₄光電極的合成方法簡單，通過簡單的旋涂-退火或電沉積-退火方法即可得到生長在FTO導電玻璃上的BiVO₄光電極材料，該光電極材料擁有納米顆粒組成的多孔結構，具有較好的光電化學制氫活性，理論光電流達7.5mA/cm²；通過在水中溶解一定質(zhì)量的羥基酸或羥基酸鹽即可大幅度提升BiVO₄光電極材料的光電化學制氫的性能，如，在1.23Vvs.RHE的偏壓下達到15mA/cm²的光電流密度。

附圖說明

構成本發(fā)明的一部分的說明書附圖用來提供對本發(fā)明的進一步理解，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構成對本發(fā)明的不當限定。

圖1是本發(fā)明實施例1所得BiVO₄光電極的相關測試圖譜，其中，(a)BiVO₄光電極的SEM表面圖，(b)BiVO₄光電極的SEM截面圖，(c)BiVO₄光電極的XRD圖，(d)BiVO₄光電極的UV-vis漫反射圖，(e)BiVO₄光電極的EDX圖。