一种利用太阳能分解水制氢纳米电极制备方法

摘要

本发明公开了属于光解水纳米电极的制备技术，特别涉及一种利用太阳能分解水制氢纳米电极制备方法。将用合成的二氧化钛纳米微球与其它半导体材料如氧化锌等构建层状纳米电极。利用层状掺杂的方式促进了电子和空穴的有效分离，二氧化钛纳米微球结构提高了电极表面与电解质的接触面积，该种材料具有高的光转换效率和光分解效率，从而提高了光分解水的效率。该制备方法制作工艺简单，降低了半导体纳米复合材料制备的难度，简化了电极的实施工艺，具有潜在的应用价值。

主权项

1.一种利用太阳能分解水制氢纳米电极制备方法，其特征在于，所述太阳能分解水制氢纳米电极是利用TiO2纳米微球制备的多层半导体复合光阳极，包括以下两个步骤；1)合成TiO2纳米微球将1.4g钛盐加入到30ml去离子水中，然后按照表面修饰剂与钛盐的摩尔比1.0-2.0∶1加入表面修饰剂，在充分搅拌后，向上述溶液中依次加入30ml30wt％的过氧化物及2ml酸，然后把所得红褐色溶液转移到70ml聚四氟乙烯内胆的水热釜中，封紧釜盖在100-150℃的烘箱中反应12h。反应釜冷却到室温后，将得到的白色沉淀过滤，用蒸馏水反复洗涤，最后将反应产物装在瓷蒸锅中，直接在马弗炉中于300-400℃加热0.5-2小时，得到TiO2纳米微球；2)制备TiO2多层复合电极；将上述制备的TiO2纳米微球材料旋涂在电极表面，通过组装、电沉积的方式组装上多层半导体材料；具体制备如下：将附有基底电极材料的玻璃切割成1cm×1.5cm，用导电玻璃专用洗液清洗，乙醇、丙酮各超声清洗3分钟，氮气吹干，用氧等离子体处理2分钟备用；然后将第1层纳米材料旋涂到电极上，200-500℃高温烧结，再用组装方式将第2层纳米材料生长在第1层纳米材料上，然后依次将第3层纳米材料、第4层纳米材料……生长在上面，如此则组成多层电极。第1层纳米材料的厚度为0.5-5微米，第2层纳米材料的厚度为0.2-2微米，旋涂的速度为1000-5000转/分钟，烧结温度根据涂层材料在200-500℃内选择，烧结时间0.5～2小时制备成TiO2多层复合电极。