【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及光阳极材料制备，具体涉及一种ti/al共掺杂α-fe2o3光阳极材料及其制备方法。
技术介绍
1、pec水分解被认为是一种有前途和低成本的基于半导体光电电极生产氢和氧的方法。赤铁矿（α-fe2o3）由于其具有合适的带隙（1.9 ~ 2.2 ev）、并且无毒，且在水电解质中的高稳定性而被认为是最有前途的候选材料之一。
2、然而，α-fe2o3的水分解效率较低，主要是由于其导电性差和空穴扩散长度较短（2-4 nm），导致光生载流子在α-fe2o3体内发生复合损失。为了提高其性能，目前采用了几种策略，包括调控形貌工程、异质结构成和离子掺杂等。
3、在这些方法中，ti4+作为一种有前途的掺杂剂，可以增加多余电子的载流子密度。此外，ti4+具有一些有利的特征，比如大小得当，易于在赤铁矿晶格中溶解。然而，ti4+掺杂会引入电子俘获中心，限制了ti掺杂的积极效应。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种ti/al共掺杂α-fe2o3光阳极材料及其制备方法，所述ti/al共掺杂α-fe2o3光阳极材料通过在赤铁矿中掺杂ti4+，再与al3+共掺杂诱导应变，提高了光电化学效率，且制备得的ti/al-fe2o3样品有特殊的纳米柱状结构，因此样品获得了更大的比表面积，增强了可见光的吸收范围。
2、为达到上述目的，本专利技术是采用下述技术方案实现的：
3、一方面，本专利技术提供了一种ti/al共掺杂α-fe2o3光
4、将fecl3或其水合物和co(nh2)2溶于去离子水中，搅拌均匀获得前驱体溶液；
5、将c2h6o溶于ticl4水溶液中，搅拌均匀获得溶液a；
6、将所述溶液a与所述前驱体溶液混合均匀得到ti-fe2o3前驱液，将氟掺杂氧化锡玻璃fto浸泡在ti-fe2o3前驱液中，对ti-fe2o3前驱液进行水热处理，得到ti-feooh薄膜；
7、将alcl3或其水合物溶于去离子水中搅拌均匀，得到alcl3水溶液，将ti-feooh薄膜浸泡在alcl3水溶液中，浸泡后取出并进行退火处理，得到ti/al共掺杂α-fe2o3光阳极材料。
8、进一步的，所述将氟掺杂氧化锡玻璃fto浸泡在ti-fe2o3前驱液中，对ti-fe2o3前驱液进行水热处理，包括：将ti-fe2o3前驱液转移到铺设有聚四氟乙烯内衬的反应容器中，将fto的导电部分浸泡在ti-fe2o3前驱液中，随后对ti-fe2o3前驱液进行水热处理，其中所述水热处理的温度为95-105℃，时间为500-520分钟。
9、进一步的，所述将fecl3或其水合物和co(nh2)2溶于去离子水中，搅拌均匀获得前驱体溶液，其中fecl3或其水合物与co(nh2)2的摩尔比为1:0.95-1.05。
10、进一步的，所述将c2h6o溶于ticl4水溶液中，其中c2h6o和ticl4水溶液的质量比为35-50:1。
11、进一步的，所述将所述溶液a与所述前驱体溶液混合均匀得到ti-fe2o3前驱液，其中溶液a和前驱体溶液的质量比为1:500-1000。
12、进一步的，：所述alcl3水溶液的摩尔浓度为0.007-0.008mmol/l。
13、进一步的，所述浸泡后取出并进行退火处理，包括将浸泡后的ti-feooh薄膜放入管式炉中在550-600℃的温度条件下退火110-120min，然后在750-800℃的温度条件下加热10-20分钟。
14、进一步的，在所述浸泡后取出并进行退火处理后，得到ti/al共掺杂α-fe2o3光阳极材料前，还包括干燥处理，具体包括将浸泡后取出并进行退火处理后的ti-feooh薄膜放入干燥箱中，在60-80℃的温度条件下干燥18-24h。
15、进一步的，在所述将氟掺杂氧化锡玻璃fto浸泡在ti-fe2o3前驱液中前，还包括对氟掺杂氧化锡玻璃fto进行预处理，具体包括：
16、分别使用丙酮和乙醇清洗fto，随后用去离子水冲洗，然后将fto放入烘箱中进行干燥；
17、使用等离子体清洗机对fto进行亲水处理。
18、另一方面，本专利技术提供了一种ti/al共掺杂α-fe2o3光阳极材料，由本专利技术提供的ti/al共掺杂α-fe2o3光阳极材料的制备方法制得。
19、与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果：
20、本专利技术提供的ti/al共掺杂α-fe2o3光阳极材料及其制备方法，通过在赤铁矿中掺杂ti4+，再与al3+共掺杂诱导应变，提高了光电化学效率，制备得的ti/al-fe2o3样品有特殊的纳米柱状结构，因此样品获得了更大的比表面积，增强了可见光的吸收范围；
21、本专利技术提供的ti/al共掺杂α-fe2o3光阳极材料及其制备方法，首次以一次水热法和浸泡法结合的方法制备了高纯度的ti/al-fe2o3材料，该材料制备工艺简单，无需贵金属催化剂，且产量较大，样品在具有较好的光电流密度的同时还能确保性能稳定。
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1.一种Ti/Al共掺杂α-Fe2O3光阳极材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的Ti/Al共掺杂α-Fe2O3光阳极材料的制备方法，其特征在于：所述将氟掺杂氧化锡玻璃FTO浸泡在Ti-Fe2O3前驱液中，对Ti-Fe2O3前驱液进行水热处理，包括：将Ti-Fe2O3前驱液转移到铺设有聚四氟乙烯内衬的反应容器中，将FTO的导电部分浸泡在Ti-Fe2O3前驱液中，随后对Ti-Fe2O3前驱液进行水热处理，其中所述水热处理的温度为95-105℃，时间为500-520分钟。
3.根据权利要求1所述的Ti/Al共掺杂α-Fe2O3光阳极材料的制备方法，其特征在于：所述将FeCl3或其水合物和CO(NH2)2溶于去离子水中，搅拌均匀获得前驱体溶液，其中FeCl3或其水合物与CO(NH2)2的摩尔比为1:0.95-1.05。
4.根据权利要求1所述的Ti/Al共掺杂α-Fe2O3光阳极材料的制备方法，其特征在于：所述将C2H6O溶于TiCl4水溶液中，其中C2H6O和TiCl4水溶液的质量比为35-50:1。
5.根据权利
6.根据权利要求1所述的Ti/Al共掺杂α-Fe2O3光阳极材料的制备方法，其特征在于：所述AlCl3水溶液的摩尔浓度为0.007-0.008mmol/L。
7.根据权利要求1所述的Ti/Al共掺杂α-Fe2O3光阳极材料的制备方法，其特征在于：所述浸泡后取出并进行退火处理，包括将浸泡后的Ti-FeOOH薄膜放入管式炉中在550-600℃的温度条件下退火110-120min，然后在750-800℃的温度条件下加热10-20分钟。
8.根据权利要求1所述的Ti/Al共掺杂α-Fe2O3光阳极材料的制备方法，其特征在于：在所述浸泡后取出并进行退火处理后，得到Ti/Al共掺杂α-Fe2O3光阳极材料前，还包括干燥处理，具体包括将浸泡后取出并进行退火处理后的Ti-FeOOH薄膜放入干燥箱中，在60-80℃的温度条件下干燥18-24h。
9.根据权利要求1所述的Ti/Al共掺杂α-Fe2O3光阳极材料的制备方法，其特征在于：在所述将氟掺杂氧化锡玻璃FTO浸泡在Ti-Fe2O3前驱液中前，还包括对氟掺杂氧化锡玻璃FTO进行预处理，具体包括：
10.一种Ti/Al共掺杂α-Fe2O3光阳极材料，其特征在于，由权利要求1-9任一项所述的方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种ti/al共掺杂α-fe2o3光阳极材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的ti/al共掺杂α-fe2o3光阳极材料的制备方法，其特征在于：所述将氟掺杂氧化锡玻璃fto浸泡在ti-fe2o3前驱液中，对ti-fe2o3前驱液进行水热处理，包括：将ti-fe2o3前驱液转移到铺设有聚四氟乙烯内衬的反应容器中，将fto的导电部分浸泡在ti-fe2o3前驱液中，随后对ti-fe2o3前驱液进行水热处理，其中所述水热处理的温度为95-105℃，时间为500-520分钟。
3.根据权利要求1所述的ti/al共掺杂α-fe2o3光阳极材料的制备方法，其特征在于：所述将fecl3或其水合物和co(nh2)2溶于去离子水中，搅拌均匀获得前驱体溶液，其中fecl3或其水合物与co(nh2)2的摩尔比为1:0.95-1.05。
4.根据权利要求1所述的ti/al共掺杂α-fe2o3光阳极材料的制备方法，其特征在于：所述将c2h6o溶于ticl4水溶液中，其中c2h6o和ticl4水溶液的质量比为35-50:1。
5.根据权利要求1所述的ti/al共掺杂α-fe2o3光阳极材料的制备方法，其特征在于：所述将所述溶液a与所述前驱体溶液混合均匀得到ti-fe2o3前驱液，其中溶液a和...
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