[发明专利]一种光电催化析氢同步降解水中污染物的方法

权利要求书

1.一种光电催化析氢同步降解水中污染物的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)首先制备n-SiNWs/Co₃O₄电极与p-SiNWs/Co₃O₄电极；

(2)以H型电解槽为反应池，以步骤(1)所得n-SiNWs/Co₃O₄电极为光电阳极，p-SiNWs/Co₃O₄电极为光电阴极，Ag/AgCl电极为参比电极，含污染物、过硫酸盐与硫酸钠的水溶液为电解质；

(3)采用氙灯光源对步骤(2)所述光电阴阳两极进行照射，形成一个光电化学催化反应。

2.根据权利要求1所述的一种光电催化析氢同步降解水中污染物的方法，其特征在于，所述n-SiNWs/Co₃O₄电极与p-SiNWs/Co₃O₄电极的制备方法包括以下步骤：

a、首先对n型、p型硅片进行预处理；依次用丙酮、无水乙醇、去离子水清洗硅片，然后用硫酸与过氧化氢体积比为3:1的混合液彻底清洗硅片，接着将硅片放入浓度为5wt％氢氟酸中浸泡去除表面氧化层；

b、将4.8M氢氟酸、0.02M硝酸银混合配制成银沉积溶液，4.8M氢氟酸、0.3M过氧化氢混合配置成酸性刻蚀液，硝酸、去离子水按照体积比为1:1比例配成除银液；

c、将硅片依次放入上述步骤b中的三种溶液中分别进行反应刻蚀，制备得硅纳米线阵列基底；

d、取一定量的Co(NO₃)₂·6H₂O配置成浓度为0.3M的Co(NO₃)₂·6H₂O乙醇溶液，并取体积为20μL的Co(NO₃)₂·6H₂O乙醇溶液旋涂于制备好的硅纳米线阵列基底上；

e、将上步骤旋涂后的硅纳米阵列在空气中400℃煅烧2h，最终制得SiNWs/Co₃O₄电极。

3.根据权利要求2所述的一种光电催化析氢同步降解水中污染物的方法，其特征在于，步骤a中所述的硅片长、宽同为10mm，厚度为500μm，电阻率为1-10Ω/cm，晶向为(100)。

4.根据权利要求3所述的一种光电催化析氢同步降解水中污染物的方法，其特征在于，所述步骤d中所述旋涂过程中旋转速率为500转每分钟，旋转时间为60s。

5.根据权利要求4所述的一种光电催化析氢同步降解水中污染物的方法，其特征在于，所述氙灯光源装有截止波长420nm滤波片，功率为300W。

6.根据权利要求5所述的一种光电催化析氢同步降解水中污染物的方法，其特征在于，所述H型电解槽中间由Nafion薄膜连接，且两端底部装有磁力搅拌器。

7.根据权利要求6所述的一种光电催化析氢同步降解水中污染物的方法，其特征在于，步骤(2)中所述电解质由0.1M Na₂SO₄，10mg/L环丙沙星，0.52mM过硫酸氢钾(PMS)的水溶液组成。