【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电极材料，具体涉及一种锗掺杂氧化钴修饰的氮化镓光电极、制备方法及应用。
技术介绍
1、太阳能光电化学水分解是一种能够将太阳能转化为化学能的过程，在可再生能源领域发挥着重要作用。它广泛应用于制氢、光催化、光电催化等领域。其中太阳能光电化学水分解是一种专门设计用于利用太阳能光进行水分解反应的光电化学过程。它利用光敏材料，在太阳能光的作用下将水分解为氢气和氧气，并将光能转化为化学能，实现对太阳能光的利用。这些太阳能光电化学水分解系统在能源转换、环境治理、可持续发展等方面发挥着关键的作用。
2、太阳能光电化学水分解系统因其快速响应度、高量子效率以及对太阳能光的高灵敏度，在可再生能源领域中具有重要的应用前景。其高灵敏度和快速响应速度使其成为太阳能光解水制氢等应用中不可或缺的组件。其中调控光生载流子的输运行为是提高太阳能光电化学水分解系统性能的重要手段之一。然而，光激发的载流子往往难以直接到达反应位点，这限制了太阳能光电化学水分解系统的响应速度和效率。因此，研究和优化光生载流子的传输和转移过程对于提高太阳能光电化学水分解系统的性能至关重要。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
2、一种锗掺杂氧化钴修饰的氮化镓光电极的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：
3、s1、将geo2、naoh以及去离子水混合配制成溶液a，将溶液a置于高压反应釜中水热处理，然后置于烧杯中蒸发得到白色粉末，将白色粉末放入镍坩埚中
4、s2、将c4h6coo4·4h2o、c6h5na3o7·2h2o以及去离子水配制成溶液b，将naoh、co(nh2)2以及去离子水配制成溶液c，向溶液c中加入溶液b以及na2geo3粉末并搅拌均匀得到混合溶液，将混合溶液置于高压反应釜中水热处理，然后离心处理，再用乙醇洗涤，得到紫红色粉末，对紫红色粉末进行干燥、脱水处理，得到锗掺杂氧化钴粉末；
5、s3、将掺锗氧化钴粉末以及去离子水混合配合成溶液d，使用去离子水对溶液d进行稀释配制成溶液e，将氮化镓光电极置于溶液e中，然后取出并置于烘箱中烧结即可得到锗掺杂氧化钴修饰的氮化镓光电极。
6、进一步地，步骤s1中配制溶液a时，geo2和naoh的质量比为1：2。
7、进一步地，步骤s2中配制溶液b时，c4h6coo4·4h2o和c6h5na3o7·2h2o的质量比为5：4。
8、进一步地，步骤s2中配制溶液c时，naoh和co(nh2)2比例为2：5。
9、进一步地，步骤s3中配制的溶液d的浓度为1mg/ml；配制溶液e时，溶液d与去离子水的体积比为1:200。
10、进一步地，步骤s1中水热温度为180℃，水热时间为24h，蒸发温度为160℃，蒸发时间为1～2h，退火温度为600℃，退火时间为5h，退火氛围为氩气氛围。
11、进一步地，步骤s2中水热温度为140℃，水热时间为12h，离心转速为10,000rpm，离心次数为2次，干燥温度为80℃，干燥时间为12h，脱水温度为300℃，脱水时间为10min。
12、进一步地，步骤s3中烘箱内的烧结温度为80℃，烧结时间为120～140min。
13、一种锗掺杂氧化钴修饰的氮化镓光电极由上述所述的制备方法制备而成。
14、上述所述的一种锗掺杂氧化钴修饰的氮化镓光电极在pec水分解上的应用的应用。
15、本专利技术的有益效果：
16、1、本专利技术提出了一种锗掺杂氧化钴修饰氮化镓光电极用于光电化学水分解的新方法。氮化镓是通过金属有机化学气相沉积(mocvd)在蓝宝石衬底上生长的，而锗掺杂氧化钴则是采用两步水热法合成的，并通过烧结法在氮化镓光电极表面进行修饰。经过测试，发现锗掺杂氧化钴能够显著提高氮化镓光电极的氧化还原反应(oer)性能。这种修饰结构能够有效抑制副反应，提高光生载流子的分离效率，从而增强光电催化水分解反应的效率和稳定性。
17、2、此外，采用金属-有机物化学气相沉积(mocvd)技术实现在蓝宝石衬底上生长氮化镓光电极，并沉积锗掺杂氧化钴，进一步提升了器件的光电性能。这些结果表明，锗掺杂氧化钴修饰的氮化镓光电极在光电化学水分解领域具有广阔的应用前景，为可持续能源转化提供了新的思路和方法。
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1.一种锗掺杂氧化钴修饰的氮化镓光电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中配制溶液A时，GeO2和NaOH的质量比为1：2。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中配制溶液B时，C4H6CoO4·4H2O和C6H5Na3O7·2H2O的质量比为5：4。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中配制溶液C时，NaOH和CO(NH2)2比例为2：5。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S3中配制的溶液D的浓度为1mg/mL；配制溶液E时，溶液D与去离子水的体积比为1:200。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S1中水热温度为180℃，水热时间为24h，蒸发温度为160℃，蒸发时间为1～2h，退火温度为600℃，退火时间为5h，退火氛围为氩气氛围。
7.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S2中水热温度为140℃，水热时间为12h，离心转速为10,000rpm，离心次
8.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤S3中烘箱内的烧结温度为80℃，烧结时间为120～140min。
9.一种锗掺杂氧化钴修饰的氮化镓光电极由权利要求1-8任一所述制备方法制备而成。
10.如权利要求9所述的一种锗掺杂氧化钴修饰的氮化镓光电极在PEC水分解上的应用的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种锗掺杂氧化钴修饰的氮化镓光电极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤s1中配制溶液a时，geo2和naoh的质量比为1：2。
3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤s2中配制溶液b时，c4h6coo4·4h2o和c6h5na3o7·2h2o的质量比为5：4。
4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤s2中配制溶液c时，naoh和co(nh2)2比例为2：5。
5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：步骤s3中配制的溶液d的浓度为1mg/ml；配制溶液e时，溶液d与去离子水的体积比为1:200。
6.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员：智婷，陈温豪，王汉成，汪金，薛俊俊，
申请(专利权)人：南京邮电大学，
类型：发明
国别省市：
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