[发明专利]一种钴镧共掺杂可见光响应BiVO4

权利要求书

1.一种钴镧共掺可见光响应BiVO₄光电极，其特征在于：钴、镧元素通过湿化学/煅烧法两步掺杂到BiVO₄晶格中，且钴、镧元素的摩尔比为2:1至5:2；为钴镧共掺杂可见光响应BiVO₄纳米多孔膜光阳电极薄膜。

2.权利要求1的一种钴镧共掺杂可见光响应BiVO₄光电极的制备方法，其特征在于：BiVO₄光电极薄膜的制备方法，包括如下步骤：

步骤1、配制碘化钾KI、五水合硝酸铋Bi(NO₃)₃·5H₂O、硝酸HNO₃的混合水溶液，将对苯醌-乙醇溶液逐滴加入，充分搅拌，配制成前驱体溶液一；

步骤2、以前驱体溶液一为电解液，采用三电极体系，以氟掺杂二氧化锡(FTO)透明导电玻璃为工作电极，铂Pt片电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，在相对参比电极电位下进行电沉积，制得前驱体铋氧碘BiOI薄膜电极；

步骤3、将乙酰丙酮氧钒VO(acac)₂溶于二甲基亚砜DMSO中作为钒源，向其中加入钴源、镧源，并混合均匀，配制成前驱体溶液二；

步骤4、移取前驱体溶液二均匀涂覆于铋氧碘BiOI薄膜电极上，在50～100℃下烘干；

步骤5、将烘干的铋氧碘BiOI薄膜电极转移至马弗炉中，进行400～550℃煅烧1～2h；

步骤6、将煅烧完成的铋氧碘BiOI薄膜电极浸泡在氢氧化钠NaOH水溶液中除去电极表面过剩的V₂O₅，再用超纯水反复冲洗并干燥，得到钴镧共掺杂的BiVO₄多孔膜光电极。

3.根据权利要求2所述的一种钴镧共掺杂可见光响应BiVO₄光电极的制备方法，其特征在于：步骤2中，所述的相对参比电极电位为-0.2--0.1V；所述的采用三电极体系进行电沉积的时间为5～15min。

4.根据权利要求2所述的一种钴镧共掺杂可见光响应BiVO₄光电极的制备方法，其特征在于：步骤3中，所述的钴源、镧源，钴源为钴源金属离子，具体为乙酰丙酮钴Co(acac)₂，镧源为镧源金属离子，具体为乙酰丙酮镧La(acac)₃；所述的二甲基亚砜DMSO为1～3mL；所述的钴源、镧源按摩尔比0-2％加入；其中，钴源的掺入量占比为0～0.4％，镧源的掺入为0～0.2％；钴源和镧源的掺入量之比为2:1～5:2。

5.根据权利要求2所述的一种钴镧共掺杂可见光响应BiVO₄光电极的制备方法，其特征在于：步骤4中，所述的移取前驱体溶液二为0.1-0.2mL。

6.根据权利要求2所述的一种钴镧共掺杂可见光响应BiVO₄光电极的制备方法，其特征在于：步骤5中，所述的马弗炉中升温速率为2-10℃/min；所述的加热温度为400-550℃。

7.根据权利要求2所述的一种钴镧共掺杂可见光响应BiVO₄光电极的制备方法，其特征在于：步骤6中，所述的氢氧化钠NaOH水溶液为1mol/L；所述的Co/La-BiVO₄薄膜，薄膜厚度为1～2μm；Co/La-BiVO₄薄膜由纳米颗粒堆积而成的纳米多孔结构，颗粒直径为100-200nm，具有可见光响应。