钯量子点修饰二氧化钛纳米管阵列光电解水制氢的方法

摘要

钯量子点修饰二氧化钛纳米管阵列光电解水制氢的方法，涉及一种制氢的方法。是一种利用新型二氧化钛光阴极纳米材料光电催化分解水制氢的方法，首次将钯量子点修饰的二氧化钛纳米管阵列作为光阴极，在三电极体系中光电解水制氢；采用水热法在TiO2纳米管阵列表面均匀沉积钯量子点，颗粒尺寸在2.5～4nm，在管内外表面形成均匀分布，将其同时作为光阳极和光阴极，在三电极电解池中，以碳酸钠浓溶液为体系，施加一定偏压后光电解水制氢，与传统的铂光阴极相比，利用钯修饰的二氧化钛纳米管阵列光阴极的光电流和光转换效率显著提高，产氢速率快，具有良好的化学稳定性能，可实现低成本、大规模工业化应用。

主权项

钯量子点修饰二氧化钛纳米管阵列光电解水制氢的方法，其特征在于包括以下步骤：1）钛板的预处理：将钛板打磨后，清洗；2）3次阳极氧化法制备TiO2纳米管阵列：将打磨清洗后的钛板在含NH4F和H2O的乙二醇溶液中施加电压进行第1次氧化，制得TiO2纳米管阵列，样品取出后除掉表面的TiO2纳米管层，将钛基底进行第2次氧化，再次除掉表面的TiO2纳米管层，再进行第3次氧化，制得TiO2纳米管阵列；3）锻烧TiO2纳米管阵列：将3次阳极氧化制备的TiO2纳米管阵列锻烧，使TiO2纳米管阵列由无定型转变为锐钛矿型；4）水热法制备钯量子点：将PdCl2、NaI和PVP溶解在水中，再放入步骤3）锻烧后的TiO2纳米管阵列进行水热处理，样品取出后清洗，即在TiO2纳米管阵列表面沉积钯量子点；5）钯量子点修饰TiO2纳米管阵列光电解水制氢：将钯量子点修饰TiO2纳米管阵列分别作为光阳极和光阴极，饱和甘汞电极作为参比电极，在三电极光电解池中分解水制氢，氢气和氧气分别在光阴极和光阳极上析出；所述三电极光电解池采用的溶液体系为2MNa2CO3+0.5M乙二醇水溶液，外加偏压为‑0.3～‑0.6VSCE。