[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

说明书

本发明公开了一种碳点和氮化碳共修饰二氧化钛光电极的制备方法及其在光电催化分解水中的应用，碳点和氮化碳共修饰二氧化钛光电极的制备方法包括以下步骤：（1）在FTO导电玻璃上经水热反应先制备出TiO₂纳米棒，经煅烧得到二氧化钛光电极；（2）将二氧化钛光电极浸入到尿素水溶液中，浸泡10~30分钟，干燥，煅烧，得到C₃N₄/TiO₂光电极；（3）在C₃N₄/TiO₂光电极上旋涂碳点溶液，干燥，得到CDs/C₃N₄/TiO₂复合光电极。本发明首先将C₃N₄修饰在TiO₂的表面（C₃N₄/TiO₂），形成均匀的催化层，然后再将制备好的碳点修饰在C₃N₄/TiO₂复合光电极表面，可以有效地提高复合光电极的导电性，并降低TiO₂表面电荷复合严重的问题，同时实现拓宽TiO₂的光谱吸收范围和提高载流子的分离效率，从而提高TiO₂的光电催化效率。

技术领域

本发明属于光电材料技术领域，具体涉及一种碳点和氮化碳共修饰二氧化钛光电极的制备方法及其在光电催化分解水中的应用。

背景技术

在当前社会，人类对传统的不可再生能源如石油、煤炭、天然气等的开采和消耗的速度急剧增长。在这个过程中消耗的能源产生的环境污染和能源危机的问题也变得愈来愈剧烈。因此，开发和利用可再生的清洁的能源引起人们越来越多的关注。太阳能作为一种绿色清洁且储备量巨大的可再生资源，人们开始研究如何更高效地利用太阳能。在众多开发利用太阳能的方法中，利用太阳光催化分解水产生氢气和氧气是可以有效的将光能转化为化学能的有效方法。在此反应过程中所产生的氢气其燃烧的产物只有水，同时具有143 kJ/kg的能量密度，是一种理想的绿色能源。因此，以水为原料，结合催化剂的特点，充分利用光电催化技术，在太阳能的作用下，选择合适的催化剂利用光电催化技术可以有效的分解水得到氢能，从而得可再生能源。