[发明专利]TiO2

权利要求书

1.一种TiO₂/BiFeO₃/BiOI三元纳米异质结光电极，其特征在于：在导电玻璃基底上利用溶剂热法先生长TiO₂纳米棒阵列，然后通过旋涂法在TiO₂纳米棒的表面生形成TiO₂/BiFeO₃核壳结构，最后在TiO₂/BiFeO₃核壳结构通过多次旋涂BiOI前驱液形成TiO₂/BiFeO₃/BiOI三元纳米异质结。

2.如权利要求1所述的一种TiO₂/BiFeO₃/BiOI三元纳米异质结光电极，其特征在于：所述的TiO₂纳米棒阵列的长度为400 nm、直径为30-50 nm、TiO₂纳米棒的数量密度为1-2×10²个/μm²；BiFeO₃壳层厚度为10-15 nm、BiOI的厚度为 500 nm。

3.一种如权利要求1所述的TiO₂/BiFeO₃/BiOI三元纳米异质结光电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

将30 ml浓盐酸溶解于30 ml去离子水中，搅拌溶解后倒入100 ml 容量的反应釜内胆中并加入0.8-1 ml毫升钛酸异丙酯，在室温下超声10分钟到澄清透明溶液；

（2）通过水热法在FTO导电玻璃基底上生长一层TiO₂纳米棒阵列：将FTO导电玻璃倒置于步骤（1）的反应釜内胆中，密封后利用加热装置于180 ℃反应2小时，得到TiO₂纳米棒阵列；

（3）BiFeO₃前驱液的制备：配置铋盐溶液5 ml，待搅拌溶解完全后再向其中加入1.5 ml冰乙酸后混合均匀，接着加入1.818g 九水合硝酸铁，待搅拌至完全溶解后，一边搅拌一边将1 ml的乙醇胺逐滴滴加到该溶液中并搅拌至均匀，最后加入7.5 ml乙二醇搅拌12小时后再静置24小时深棕色的澄清BiFeO₃前驱液；

（4）将步骤（3）中所得的深棕色的澄清BiFeO₃前驱液以2000 rpm/min转速旋涂于例1中的TiO₂纳米棒阵列上，然后置于加热台上以180℃退火1 min后接着350 ℃退火3 min，得到以BiFeO₃为壳层均匀的包覆TiO₂纳米棒的核壳阵列；

（5）将步骤（4）中所得的BiFeO₃为壳层均匀的包覆TiO₂纳米棒的核壳阵列在马弗炉中于550 ℃下煅烧120分钟；

（6）将步骤（5）中所得的核壳阵列用去离子水冲洗，再用氮气吹干；

（7）将碘盐溶液和铋盐溶液混合在一起，得到橙色澄清的BiOI前驱液；

（8）将步骤（7）中所得的橙色澄清的BiOI前驱液以2000 rpm/min转速旋涂于BiFeO₃为壳层均匀的包覆TiO₂纳米棒的核壳阵列上，然后置于加热台上于100 ℃退火2 min；该旋涂和退火过程重复10次，得到非晶BiOI/BiFeO₃/TiO₂三元异质结；

（9）将步骤（8）中所得的非晶TiO₂/BiFeO₃/BiOI三元异质结在加热台上于200-300 ℃下退火30分钟得到结晶态TiO₂/BiFeO₃/BiOI三元异质结。

4.如权利要求3所述的一种TiO₂/BiFeO₃/BiOI三元纳米异质结光电极的制备方法，其特征在于：所述步骤（3）和（7）所述的铋盐溶液选自硝酸铋、硫酸铋或氯化铋的乙二醇溶液。