【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电化学，具体涉及一种ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜及其制备方法和应用。
技术介绍
1、随着全球对能源需求的不断增长，太阳能作为一种清洁和的能源已经受到明显的关注。自1972年藤岛和本田公司发展光电化学(pec)水分裂技术以来，pec水分裂技术已成为将太阳能转化为氢能的最有前途的策略之一。
2、pec系统通常由光电阴极和光电阳极组成，能够利用太阳能将水分解成氢和氧气，提供更清洁和更可持续的能源。这些系统是可扩展的，可以适应各种能源需求，从小规模应用到大规模工业使用。pec系统还具有高能量转换效率的潜力，因为它们可以直接利用半导体材料将太阳光转化为化学能。
3、赤铁矿(α-fe2o3)是一种很有前途的光阳极候选材料，因为它具有理想的带隙，具有广泛的可见光吸收，碱性电解质的高化学稳定性，自然丰度和无毒。然而，由于赤铁矿的短孔扩散长度(2-4nm)、低电导率、缓慢的水氧化动力学，实际的sth转换效率远低于理论值(～15％)，但要达到理论sth效率还需要面临几个挑战。因此，为了推动pec技术的商业可行性，必须探索多种多样的方法，包括合金化、创建异质结和掺杂，以优化材料。
4、助催化剂在半导体光电催化剂方面可以起到促进光生载流子分离的作用。当负载助催化剂后，除了可以增强载流子的分离和转移外，还能为光电化学分解水反应提供活性位点，提高光电极的稳定性。
5、本实验利用nifecoooh助催化剂改善了fe2o3的载流子分离效率，其中ni、fe、co是常见的助催化剂金属元
技术实现思路
1、鉴于现有技术的不足，本专利技术提出一种ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜的制备方法及应用。该方法具有制备方法简单、操作方便，实验条件易控制等优点。
2、为实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：一种ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，包括如下步骤：
3、1)将含有ni、fe、co的矿物质盐溶于去离子水中，得到含有ni、fe、co的浸渍液；
4、2)将ti-fe2o3在含有ni、fe、co的浸渍液中浸渍，浸渍完成后在na2so4溶液电沉积，
5、并重复浸渍与电沉积，最后得到tio2/nifecoooh光电极薄膜。
6、上述的一种高性能ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，其特征在于，ti-fe2o3光电极薄膜的制备方法如下：将铁盐和尿素溶于去离子水中，加入ticl4的乙醇溶液，搅拌获得前驱体溶液；将前驱体溶液和fto导电玻璃放在水热釜中，通过水热反应在导电玻璃fto上生长前驱体ti-feooh，得到前驱体ti-feooh光电极薄膜，煅烧，得到ti-fe2o3光电极薄膜。
7、上述的一种高性能ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，其特征在于，所述铁盐为六水合三氯化铁。
8、上述的一种高性能ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，其特征在于，铁盐和尿素的摩尔比为1-2:1。
9、上述的一种高性能ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，其特征在于，所述水热反应是，90-120℃下水热反应8-12h。
10、上述的一种高性能ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，其特征在于，所述煅烧是，400-600℃下煅烧1-3h，升温速度为1-10℃/min。
11、上述的一种高性能ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，其特征在于，步骤1)中，浸渍液中ni的浓度为0.67mol/l，浸渍液中fe的浓度为0.17mol/l，浸渍液中co的浓度为0.17mol/l。
12、上述的一种高性能ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，其特征在于，步骤2)中，所述na2so4溶液的浓度为0.5mol/l。
13、上述的一种高性能ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，其特征在于，步骤2)中，所述浸渍处理是浸渍5～10min。
14、上述的一种高性能ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，其特征在于，步骤2)中，所述电沉积时间是1～2min，所述电沉积次数为3～7次。
15、上述任一项ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜在光电化学水分解中的应用。
16、本专利技术的有益效果是：
17、1.本专利技术提供的ti-fe2o3光电极薄膜为nifecoooh助催化剂负载的光阳极薄膜，在助催化剂的作用下有效地促进ti-fe2o3光电极薄膜的电子-空穴对的分离，增强电荷载流子的分离和转移并为光电化学分解水反应提供活性位点。
18、2.本专利技术提供的ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜光电极薄膜，制备方法原料廉价易得，操作简单方便，为水分解提供新的催化材料，缓解当下能源紧张的局势，有很好的应用前景。
19、3.本专利技术提供的ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，在可见光下的产氢产氧速率是ti-fe2o3的3倍左右。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种Ti-Fe2O3/NiFeCoOOH光电极薄膜，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种高性能Ti-Fe2O3/NiFeCoOOH光电极薄膜，其特征在于，Ti-Fe2O3光电极薄膜的制备方法如下：将铁盐和尿素溶于去离子水中，加入TiCl4的乙醇溶液，搅拌获得前驱体溶液；将前驱体溶液和FTO导电玻璃放在水热釜中，通过水热反应在导电玻璃FTO上生长前驱体Ti-FeOOH，得到前驱体Ti-FeOOH光电极薄膜，煅烧，得到Ti-Fe2O3光电极薄膜。
3.如权利要求2所述的一种高性能Ti-Fe2O3/NiFeCoOOH光电极薄膜，其特征在于，所述铁盐为六水合三氯化铁。
4.如权利要求2所述的一种高性能Ti-Fe2O3/NiFeCoOOH光电极薄膜，其特征在于，铁盐和尿素的摩尔比为1-2:1。
5.如权利要求2所述的一种高性能Ti-Fe2O3/NiFeCoOOH光电极薄膜，其特征在于，所述水热反应是，90-120℃下水热反应8-12h。
6.如权利要求2所述的一种高性能Ti-Fe2O3/NiFeCoOOH光电
7.如权利要求1所述的一种高性能Ti-Fe2O3/NiFeCoOOH光电极薄膜，其特征在于，步骤1)中，浸渍液中Ni的浓度为0.67mol/L，浸渍液中Fe的浓度为0.17mol/L，浸渍液中Co的浓度为0.17mol/L。
8.如权利要求1所述的一种高性能Ti-Fe2O3/NiFeCoOOH光电极薄膜，其特征在于，步骤2)中，所述浸渍处理是浸渍5～10min。
9.如权利要求1所述的一种高性能Ti-Fe2O3/NiFeCoOOH光电极薄膜，其特征在于，步骤2)中，所述Na2SO4溶液的浓度为0.5mol/L，述电沉积时间是1～2min，所述电沉积次数为3～7次。
10.权利要求1-9任一项所述Ti-Fe2O3/NiFeCoOOH光电极薄膜在光电化学水分解中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，其特征在于，包括如下步骤：
2.如权利要求1所述的一种高性能ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，其特征在于，ti-fe2o3光电极薄膜的制备方法如下：将铁盐和尿素溶于去离子水中，加入ticl4的乙醇溶液，搅拌获得前驱体溶液；将前驱体溶液和fto导电玻璃放在水热釜中，通过水热反应在导电玻璃fto上生长前驱体ti-feooh，得到前驱体ti-feooh光电极薄膜，煅烧，得到ti-fe2o3光电极薄膜。
3.如权利要求2所述的一种高性能ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，其特征在于，所述铁盐为六水合三氯化铁。
4.如权利要求2所述的一种高性能ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，其特征在于，铁盐和尿素的摩尔比为1-2:1。
5.如权利要求2所述的一种高性能ti-fe2o3/nifecoooh光电极薄膜，其特征在于，所述水热反应是，90-120℃下水热反应8-12h...
【专利技术属性】
技术研发人员：范晓星，江姗姗，裴丽，楚振明，陶然，
申请(专利权)人：辽宁大学，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。