【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种镍钴氧化物修饰钼掺杂钒酸铋复合光阳极的制备方法及其应用，属于光电化学反应工程分解水制氢应用领域。
技术介绍
1、钒酸铋(bivo4)具有窄带隙、良好的可见光吸收能力和显著的稳定性，被认为是一种非常有前途的光电极材料，可用于光电化学(pec)系统。然而，bivo4光阳极的光生电子-空穴对复合率高，光电子电导率差。之前也有相关的研究提出bivo4中电荷转移的基本问题在于导带主要由v3d轨道组成。bivo4中的vo4四面体没有相互连接，导致自由电子只能在vo4四面体之间跳跃，导致电子迁移率低。为了解决这些限制，已经开发了各种提高bivo4光电阳极光电性能的策略，主要是通过形貌控制，元素掺杂，以及形成异质结来解决。
2、其中，用高价金属元素掺杂bivo4是提高载流子密度和促进电荷分离的有效手段，mo离子可作为掺杂剂增强载流子密度，作为结构导向促进一维纳米结构，形成有效的电荷转移路径。负载助催化剂对光阳极进行改性，可以显著提高表面位点的活性，这不仅保留了光阳极表面的优良性质，而且还诱导了高活性位点的产生，为界面上发生的反应提供了足够的空间。助催化剂和钒酸铋的协同效应可以有效加快水氧化动力学，促进电荷分离和运输，从而显着促进pec水氧化过程，提高分解水制氢活性。
3、但是迄今为止，仍没有一种使用光辅助电沉积镍(ni)和钴(co)双金属氧化物助催化剂在钒酸铋光阳极表面，并进行光电化学反应分解水制氢的相关报道。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于克服现
2、为达到上述技术目的，本专利技术采取的技术方案如下：
3、本专利技术首先提供一种镍钴氧化物修饰钼掺杂钒酸铋复合光阳极的制备方法，所述方法包括如下步骤：
4、利用电沉积联合煅烧法，制备得到钼掺杂钒酸铋(mo-bivo4)薄膜，即得到mo-bivo4光阳极；配制含有双金属镍(ni)和钴(co)的前驱体溶液，利用三电极电化学系统，将mo-bivo4光阳极浸入所述前驱体溶液中，在光照下通过线性扫描进行电沉积，结束后将所得材料经洗涤、干燥，得到nicoox/mo-bivo4复合光阳极。
5、其中，所述含有双金属镍(ni)和钴(co)的前驱体溶液制备方法如下：将ni源和co源溶解在硼酸缓冲溶液中，持续搅拌至完全溶解；加入氢氧化钾(koh)调节ph，并通入氮气一定时间，配制成含有镍(ni)和钴(co)双金属的前驱体溶液。
6、进一步的，所述ni源包括ni(no3)2·6h2o或nicl2·6h2o；所述co源包括co(no3)2·6h2o或cocl2·6h2o。
7、进一步的，所述含有双金属镍(ni)和钴(co)的前驱体溶液中金属镍和钴以摩尔量比计为1-5：10。
8、进一步的，所述硼酸缓冲溶液的浓度为0.5m，koh调节ph值为7～9，通入氮气大于30分钟，以确保溶液中其它气体排尽。
9、其中，所述三电极电化学系统中，以mo-bivo4光阳极作为工作电极(we)，ag/agcl电极作为参比电极(re)，铂丝作为对电极(ce)。
10、其中，所述mo-bivo4光阳极浸入前驱体溶液中，在光照下通过线性扫描进行电沉积过程中，所述光照的光源为300w氙灯，到达电极的光强为100mw/cm2。
11、进一步的，所述线性扫描速率为50mv/s，所述电沉积的沉电压为-0.2-0.5v，周期为2-4次。
12、上述方法中，所述洗涤为用去离子水洗涤，烘箱中干燥条件为60℃干燥12h。
13、本专利技术还提供所述方法制备的nicoox/mo-bivo4复合光阳极。
14、本专利技术还提供所述方法制备的光阳极在光电催化分解水制氢中的应用。
15、本专利技术的有益效果：
16、目前针对钒酸铋光电极改性的研究较多，包括离子掺杂，复合助催化剂等，但是以光辅助电沉积法制备nicoox在mo-bivo4光阳极表面的报道还没有。
17、本专利技术通过光辅助电沉积法在钼掺杂钒酸铋(mo-bivo4)表面复合镍钴双金属氧化物(nicoox)助催化剂，制备镍钴氧化物/钼掺杂钒酸铋(nicoox/mo-bivo4)复合光阳极，本专利技术的方法使得nicoox助催化剂中ni和co相互协同作用，进一步增强了mo-bivo4表面导电性，镍钴氧化物纳米层具有增强表面电荷分离效率，促进光电极表面水氧化能力，提升了光电催化性能，增强了电极抗氧化性、减缓钒酸铋的光腐蚀、延长电极工作寿命的作用。经pec测试后发现：本专利技术的方法制备的nicoox/bivo4光电阳极在am 1.5g照明下，在1.23v(标准氢电极电势)条件下表现出5.3ma/cm2的高光电流密度，与原始mo-bivo4光电阳极相比增加了1.8倍，是纯bivo4的5.2倍，nicoox/bivo4光阳极还表现出了更高的电荷转移效率，与现有bivo4基光电极分解水制氢对比有明显的优势。
18、本专利技术中使用ni和co双金属前驱体溶液，通过调节ni、co比例在光辅助电沉积下制备镍钴氧化物(nicoox)助催化剂，提升钼掺杂钒酸铋的pec性能；本专利技术的方法具有金属摩尔比例可调，复合方式简单的优点，复合光电极相比单纯钼掺杂钒酸铋光电极分解水活性明显提高。
19、本专利技术通过光辅助电沉积法在钼掺杂钒酸铋表面负载nicoox助催化剂，本专利技术制备光阳极的方法成本低、方法简单、光电化学分解水制氢性能提升明显。该专利技术为解决mo-bivo4的电荷复合严重问题提供一个新思路，同时也为其他半导体高效改性提供了一种新的依据。
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1.一种镍钴氧化物修饰钼掺杂钒酸铋复合光阳极的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有双金属Ni和Co的前驱体溶液制备方法如下：将Ni源和Co源溶解在硼酸缓冲溶液中，持续搅拌至完全溶解；加入KOH调节pH，并通入氮气一定时间，配制成含有镍(Ni)和钴(Co)双金属的前驱体溶液。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述Ni源包括Ni(NO3)2·6H2O或NiCl2·6H2O；所述Co源包括Co(NO3)2·6H2O或CoCl2·6H2O。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含有双金属Ni和Co的前驱体溶液中Ni和Co的含量比以摩尔量比计为1～5：10。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述硼酸缓冲溶液的浓度为0.5M，KOH调节pH值为7～9，通入氮气大于30分钟，以确保溶液中其它气体排尽。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述三电极电化学系统中，以Mo-BiVO4光阳极作为工作电极(WE)，Ag/AgCl电极作为参比电极(RE)，铂
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述线性扫描的速率为50mV/s，所述电沉积的沉电压为-0.2-0.5V，周期为2-4次。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述干燥的条件为60℃干燥12h。
9.权利要求1-8任一项所述方法制备的NiCoOx/Mo-BiVO4复合光阳极。
10.权利要求1-8任一项所述方法制备的NiCoOx/Mo-BiVO4复合光阳极、或权利要求9所述的NiCoOx/Mo-BiVO4复合光阳极在光电催化分解水制氢中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种镍钴氧化物修饰钼掺杂钒酸铋复合光阳极的制备方法，其特征在于，所述方法包括：
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述含有双金属ni和co的前驱体溶液制备方法如下：将ni源和co源溶解在硼酸缓冲溶液中，持续搅拌至完全溶解；加入koh调节ph，并通入氮气一定时间，配制成含有镍(ni)和钴(co)双金属的前驱体溶液。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述ni源包括ni(no3)2·6h2o或nicl2·6h2o；所述co源包括co(no3)2·6h2o或cocl2·6h2o。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述含有双金属ni和co的前驱体溶液中ni和co的含量比以摩尔量比计为1～5：10。
5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述硼酸缓冲溶液的浓度为0.5m，koh调节ph值为7～9，通入氮气大于30分钟...
【专利技术属性】
技术研发人员：徐东波，高孝盈，李锋，施伟东，高娜，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：
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