[发明专利]碳点和氮化碳共修饰二氧化钛光电极及其制备方法和应用

权利要求书

1.碳点和氮化碳共修饰二氧化钛光电极在光电催化分解水中的应用，其特征在于所述碳点和氮化碳共修饰二氧化钛光电极采用以下步骤制备得到：

（一）二氧化钛光电极的制备

向质量分数18.7%的盐酸溶液中加入钛酸异丙酯，盐酸溶液与钛酸异丙酯的体积比为3:0.06，搅拌至混合溶液变得澄清，然后将混合溶液转移至聚四氟乙烯内衬的反应釜中，把清洗干净的FTO导电玻璃导电面朝下放置于反应釜中，把反应釜放在150℃的烘箱中反应12小时，然后自然降温至室温，将水热反应后的导电玻璃取出用去离子水洗涤干净，高纯N₂吹干，再放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃恒温3 h，自然冷却至室温，即可得到二氧化钛光电极；

（二）氮化碳修饰二氧化钛复合光电极的制备

将二氧化钛光电极浸入到浓度为142 g/L的尿素水溶液中，浸泡30分钟，60℃下干燥，然后放入马弗炉中以5℃/min的升温速率升温至550℃恒温3 h，自然冷却至室温，即可得到C₃N₄/TiO₂光电极；

（三）碳点和氮化碳共修饰二氧化钛复合光电极的制备

碳点的制备是通过电化学刻蚀石墨棒的方法制备的，将两根相同的石墨棒竖直平行地放置在超纯水中，两根石墨棒的距离为7.5cm，其中一根石墨棒为正极，另一根作为负极，使用直流电源对电极施加30 V的稳态电压并持续搅拌至得到暗黄色溶液，将所得溶液用慢速定量滤纸过滤，再把所得滤液以22000rpm的转速离心30 min去除大粒径的氧化石墨和石墨颗粒，最终得到质量浓度为0.01 mg/mL的碳点溶液，取10 μL上述所制备的碳点溶液，利用匀胶机将碳点旋涂于C₃N₄/TiO₂光电极上，设置旋涂的速度为3000 rpm，旋涂时间为30 s，记为1个循环周期；再重复该周期2次，然后将旋涂后的电极放于60℃烘箱干燥30 min，最后得到CDs/C₃N₄/TiO₂复合光电极。