[发明专利]Cu2O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极及其制备与应用

权利要求书

1.一种Cu₂O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极的制备方法，其特征在于，将具有可见光特性p型半导体Cu₂O量子点均匀修饰于n-型周期性有序二氧化钛纳米管阵列基底电极表面，制备得到Cu₂O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极，包括以下步骤：

(1)周期性有序二氧化钛纳米管阵列基底电极的制备：

以铂片和钛板分别作为阴极及阳极，在电解质溶液中，外加槽电压为20～80V，进行多步电化学阳极化，阳极化后，用二次蒸馏水超声处理阳极化产物，再煅烧结晶化阳极化产物，制备得到周期性有序二氧化钛纳米管阵列基底电极；

(2)Cu₂O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极的制备：

将步骤(1)制备得到的二氧化钛纳米管阵列基底电极浸入铜源溶液中，取出后随即将其直接浸入到NaOH溶液中，再用二次蒸馏水清洗电极表面，烘干处理，最后在惰性气氛中煅烧处理，待冷却至室温后，制备得到Cu₂O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极；

步骤(1)中，所述的电解质溶液为含有0.1～1.0wt％NH₄F和1.0～3.0vol％H₂O的乙二醇溶液，步骤(1)中，所述的煅烧的温度为400～600℃，煅烧时升温或降温的速率为1～5℃/min；

步骤(2)中，所述的铜源溶液为乙酸铜溶液，浓度为0.01～0.1mol/L，所述的NaOH溶液浓度为0.1～1mol/L，所述的NaOH溶液温度为30～80℃，步骤(2)中，所述的煅烧处理的条件为：300～700℃下煅烧0.5～3小时。

2.根据权利要求1所述制备方法所得Cu₂O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极的应用，其特征在于，所述的Cu₂O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极用于光电催化生物质衍生物氧化促进制氢，所述的生物质衍生物为葡萄糖。

3.根据权利要求2所述应用，其特征在于，具体包括以下步骤：

(1)在密封气体循环体系中配备三电极反应器及真空气路，以所述的Cu₂O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极作为光阳极，铂片作为阴极，饱和甘汞电极作为参比电极；

(2)配制含有生物质衍生物的KOH电解质溶液；

(3)300W短弧Xe灯配备可见光滤光片作为可见光源，且施加-0.3V偏压于阴极处，最后通过在线气相色谱配备热导传感器对收集气体进行定性及定量测定。

4.根据权利要求3所述应用，其特征在于，所述的KOH电解质溶液浓度为0.1～1mol/L，所述的生物质衍生物在KOH电解质溶液中的浓度为0.05～0.3mol/L。