[发明专利]一种高效的Bi2

说明书

本发明属于光催化技术领域，尤其涉及一种高效的Bi₂MoO₆包覆BiVO₄异质结光电极体系的制备方法。以FTO导电玻璃作为基底浸至BiOI的沉积液中，通过电化学沉积于基体形成BiOI薄膜，而后通过点涂及退火法使基体表面薄膜形成纯BiVO4膜；将上述基底浸泡至含硝酸铋，钼酸钠的沉积液中通过水热法制得Bi2MoO6包覆BiVO4异质结光电极体系。本发明BMO@BVO异质结光电极体系中Bi₂MoO₆包覆在BiVO₄上与BiVO₄接触良好并形成II异质结。BMO@BVO‑2在AM 1.5G(100mW·cm^‑2)和λ420nm(100mW·cm^‑2)的光照射下的光生电流密度分别为1.47mA·cm^‑2和1.11mA·cm^‑2，分别为纯的BiVO₄的4.9倍和3.9倍；可见其高效且光电化学裂解水性能高。

技术领域

本发明属于光催化技术领域，尤其涉及一种高效的Bi₂MoO₆包覆BiVO₄异质结光电极体系的制备方法。

背景技术

自从发现TiO₂可以利用太阳能裂解水产生氢气以来，光电化学裂解水技术越来越被认为是提供绿色能源和解决环境污染问题的有潜力的技术。同时，越来越多的光催化剂被用于光电化学裂解水产氢产氧等领域，例如ZnO，WO₃和BiVO₄等。但是，TiO₂和ZnO的带隙较宽，导致其只能吸收占太阳光谱中不足5％的紫外光。而BiVO₄由于具有合适的带隙宽度(2.4～2.6eV)、无毒性和高稳定性被认为是实现高效的光电化学裂解水性能最具有潜力的光电极材料之一。然而BiVO₄也存在其固有的缺点，如载流子迁移慢、光生载流子分离效率低等，这极大的限制了BiVO₄光电极在光电化学裂解水领域的应用。因此，通过改性提高BiVO₄光电极的载流子迁移速率和光生载流子的分离效率并最终提高其光电化学裂解水性能是将BiVO₄推向实际应用的必然选择。

构建异质结光电极体系可以提高光生载流子的分离效率、改善光生载流子迁移速率，从而最终达到提高光电化学裂解水性能的目的。近年来，Bi₂MoO₆由于具有合适的禁带宽度(2.6-2.8eV)和合适的能带位置(E_CB＝-0.32eV)以及形貌易调控等而用于与其它半导体复合形成异质结，提高复合光电极体系的光催化或光电化学裂解水性能。然而，目前对于Bi₂MoO₆/BiVO₄体系的研究较少，特别地，对于Bi₂MoO₆/BiVO₄体系用于光电化学裂解水方面的研究更少。有人用旋涂法将BiVO₄包覆在Bi₂MoO₆纳米棒阵列上制备了Bi₂MoO₆/BiVO₄异质结光电极，发现Bi₂MoO₆/BiVO₄具有比Bi₂MoO₆和BiVO₄都优异的光电化学性能，但美中不足的是，形成异质结后，光生电子由Bi₂MoO₆的导带转移到包覆层BiVO₄的导带上，而包覆层BiVO₄与导电基底的接触面积较小，光生电子由材料向导电基底的转移相对较慢，这导致光生载流子不能及时有效的传输到导电基底上，使得Bi₂MoO₆/BiVO₄光电极的光电化学性能并不突出。