[发明专利]三元复合TiO2

权利要求书

1.一种三元复合TiO₂/STO/CdS NRs光电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)在TiO₂ NR表面构建铁电体SrTiO₃纳米层(TiO₂/STO)

将含有0.2～0.5M盐酸羟胺和0.1～0.25M Na₂S·9H₂O的混合溶液转移到聚四氟乙烯内衬不锈钢高压反应釜内，浸入TiO₂ NR阵列电极，120～180℃持续反应2～10h；冷却至室温，用去离子水彻底清洗后将此含表面无定形纳米层的TiO₂ NR阵列电极放入聚四氟乙烯内衬不锈钢高压反应釜内，再倒入0.01～0.03M的Sr(OH)₂·8H₂O水溶液浸没，120～180℃持续反应2～6h，在TiO₂ NR表面原位构建铁电STO纳米层TiO₂/STO NRs；

其中，所述TiO₂ NR阵列电极，其制备方法为在环境温度下将0.45g NaCl和0.4mL钛酸四丁酯加入24mL的4～8M的HCl水溶液中搅拌10～30min；转移至聚四氟乙烯内衬不锈钢高压反应釜内，将FTO导电玻璃电极导电面朝下倾斜放置在混合溶液中，120～200℃水热反应4～10h；冷却至室温的TiO₂ NRs阵列用去离子水冲洗后在空气中450℃退火1h，即得；

(2)构建CdS量子点修饰的三元复合TiO₂/STO/CdS NRs光电极

将TiO₂/STO NRs浸没于盛有10mL去离子水的敞口容器中，45℃搅拌使受热均匀；加入5mL 40mM的C₄H₆CdO₄·2H₂O水溶液，继续搅拌30min后，加入5mL40mM的硫脲水溶液，再注入100μL浓氢氧化铵，持续搅拌20min；所得的TiO₂/STO/CdS NRs用乙醇彻底洗涤并在N₂中干燥；上述过程重复进行1～3次；Ar气氛中350℃退火30min后，制得TiO₂/STO/CdS NRs。

2.根据权利要求1所述三元复合TiO₂/STO/CdS NRs光电极的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述将含有0.2～0.5M盐酸羟胺和0.1～0.25M Na₂S·9H₂O的混合溶液转移到聚四氟乙烯内衬不锈钢高压反应釜内，浸入TiO₂ NR阵列电极，180℃反应4h。

3.根据权利要求1所述三元复合TiO₂/STO/CdS NRs光电极的制备方法，其特征在于：步骤(1)中所述倒入0.01～0.03M的Sr(OH)₂·8H₂O水溶液浸没，180℃持续反应4h，在TiO₂ NR表面原位构建铁电STO纳米层TiO₂/STO NRs。

4.根据权利要求1-3任一所述方法制得的三元复合TiO₂/STO/CdS NRs光电极。

5.根据权利要求4所述三元复合TiO₂/STO/CdS NRs光电极，其特征在于：其形貌为多层同轴纳米棒阵列结构，TiO₂为纳米棒核，紧密包覆的铁电体STO纳米层为纳米棒壳，以不连续CdS量子点为纳米棒表面修饰层。

6.一种如权利要求4所述三元复合TiO₂/STO/CdS NRs光电极的应用，其特征在于：将其应用于高效PEC水分解。