[发明专利]一种不透明光电极费米能级检测方法

说明书

本申请提供两片无缺陷的单层石墨烯作为探针，并将其转移到待测光电极和导电玻璃对照电极的表面，然后根据电极性质设置电化学原位拉曼光谱测试条件，并对待测电极及对照电极进行原位拉曼光谱测试；通过拟合对照电极上石墨烯G峰波数与外加电势(费米能级)之间的关系，得到参照曲线，将待测电极表面测试得到的石墨烯G峰波数与参照曲线进行比较计算，即可定量得到待测电极的费米能级；该方法能够将不易测量的光电极费米能级进行直接测量，有利于光电极的材料的进一步优化。

技术领域

本发明属于光电催化技术领域，具体涉及一种不透明光电极费米能级检测方法。

背景技术

在光电催化中，大部分情况下，由于不同材料对光子的捕获能力不同，产生的光生载流子速率不同，这一现象导致光电极材料的费米能级与外界施加电位不完全相等。在光电催化过程中，材料的费米能级与待催化的化学反应氧化还原电势之间的差值与催化推动力有关，因此，探测材料的原位费米能级具有十分重要的意义。

石墨烯的拉曼特征峰G峰(1580cm-1)的波数与电子-空穴沉积速率有关，因此可以将石墨烯作为探针探测电极材料的费米能级。但是目前缺少利用石墨烯探针探测电极材料费米能级的相关检测方法。

发明内容

为解决上述问题，本发明提供了一种不透明光电极费米能级检测方法，所述方法包括步骤：

制备石墨烯探针待测电极；

制备石墨烯探针对照电极；

准备原位电化学拉曼装置；

使用所述原位电化学拉曼装置对所述石墨烯探针待测电极进行原位拉曼光谱测试；

获取所述石墨烯探针待测电极测试时的G峰波数与外加电势之间的关系曲线；

使用所述原位电化学拉曼装置对所述石墨烯探针对照电极进行原位拉曼光谱测试；

获取所述石墨烯探针对照电极测试时的G峰波数与外加电势之间的参照曲线；

对比所述关系曲线和所述参照曲线定量得到所述待测电极的原位费米能级。

优选地，所述制备石墨烯探针待测电极包括步骤：

利用化学气相沉积法在铜箔上生长单层无缺陷石墨烯；

通过湿法将所述单层无缺陷石墨烯转移到待测电极表面。

优选地，所述制备石墨烯探针待测电极包括步骤：

提供一单晶铜箔衬底；

利用化学气相沉积法在所述单晶铜箔衬底表面生长单层无缺陷石墨烯；

向所述单晶铜箔衬底表面上滴加PMMA甲苯溶液；

待甲苯挥发且PMMA干燥后将所述单晶铜箔衬底漂浮放入氯化铁溶液中；

保持滴加有PMMA的所述单晶铜箔衬底的面朝上且不与溶液接触；

常温静置待所述单晶铜箔衬底溶解；

得到所述石墨烯探针待测电极。

优选地，所述制备石墨烯探针对照电极包括步骤：

利用化学气相沉积法在导电玻璃上生长单层无缺陷石墨烯；

通过湿法将所述单层无缺陷石墨烯转移到对照电极表面。

优选地，所述制备石墨烯探针对照电极包括步骤：

在金/二氧化钛半导体电极表面滴一滴水；

将附有石墨烯的PMMA薄膜放在水滴上；