[发明专利]一种暴露高活性面氧化铁光电催化剂的制备方法

说明书

本发明公开了一种暴露高活性面的多孔氧化铁光电催化剂的制备方法，其步骤为：将(NHsubgt;4/subgt;)subgt;2/subgt;Fe(SOsubgt;4/subgt;)subgt;2/subgt;，CHsubgt;3/subgt;COONa•3Hsubgt;2/subgt;O，Nasubgt;2/subgt;SOsubgt;4/subgt;置于水中，搅拌均匀；将所得溶液置于反应釜中，将经亲水处理的FTO玻璃垂直放入反应釜中，进行高温反应；反应结束后，将所得样品取出清洗干净，置于管式炉中，并通入氮气，控制管式炉在1小时内升温至550℃，保持2小时，所得样品清洗、干燥即得所述的催化剂。本发明制备的样品暴露了更多的催化活性晶面，与之对应的光电产氧性能有了一个很大的提升，与此同时制备工艺简单、成本低廉，因而具有广泛的应用价值和应用前景。

技术领域

本发明属于光电催化材料技术领域，具体涉及一种暴露高活性面的多孔氧化铁光电催化剂的制备方法。

背景技术

随着全球气候变暖、能源短缺以及环境污染问题的出现，光电化学分解水作为一种能将清洁太阳能转化为化学能的方式而备受关注，高效光阳极是光电化学分解水技术的瓶颈和研究的热点。氧化铁半导体材料由于其带隙窄(2.2eV)、光电化学稳定性好、价廉无污染等优点成为光电化学分解水技术最具潜力的一种光阳极材料。但由于其光生载流子的寿命短、载流子迁移率低、电导率差和出氧动力不足等因素使得其光电化学性能与理论值{开启电势为0.4V(vs.RHE)、饱和电流为12.6mA/cm^-2相差较大。

针对氧化铁的各种不足已经提出多种解决办法，例如构建异质结构，进行离子掺杂等；然而很少有人注意到直接优化氧化铁的结构，使之暴露更多的催化活性面也是提高氧化铁光电解水的重要途径。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有优秀光电性能且可循环稳定使用、合成成本低、工艺简单的暴露高活性面多孔氧化铁光电催化剂的制备方法。

实现本发明目的的技术方案是：一种暴露高活性面的多孔氧化铁光电催化剂的制备方法，包括如下步骤：

（1）将(NH₄)₂Fe(SO₄)₂，CH₃COONa•3H₂O，Na₂SO₄置于去离子水中，搅拌均匀；

（2）将步骤（1）所得溶液置于反应釜中，将经亲水处理的FTO玻璃垂直放入反应釜中，进行高温反应；

（3）反应结束后，将所得样品取出清洗干净，置于管式炉中，并通入氮气，控制管式炉在1小时内升温至550℃，保持2小时，所得样品清洗、干燥即得所述的催化剂。

较佳的，(NH₄)₂Fe(SO₄)₂，CH₃COONa•3H₂O，Na₂SO₄的摩尔比为1：2：1。

较佳的，步骤（2）中，高温反应的温度为100℃，反应时间为7h。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

与传统的氧化铁相比，本发明制备的样品暴露了更多的催化活性晶面，与之对应的光电产氧性能有了一个很大的提升，与此同时制备工艺简单、成本低廉，因而具有广泛的应用价值和应用前景。

附图说明

图1为本发明所述的实施例1与实施例2对比的线性伏安曲线图。

图2为本发明所述的实施例1（A）与实施例2（B）在FTO衬底上制备出薄膜的实物图。

图3为本发明所述的实施例2的SEM平面图。