[发明专利]一种新型可再生能源驱动的二氧化碳高效利用新方法

权利要求书

1.一种新型可再生能源驱动的二氧化碳高效利用的新方法，具体为利用太阳能光电催化二氧化碳还原与污染物降解的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

S1、将不同合金含量的钨钼片分别置于无水乙醇、丙酮和去离子水中超声清洗10-20min。配制浓度为0.4-0.6mol/L NH₄F和0.2-0.4mol/L H₃PO₄的混合溶液作为阳极氧化制备珊瑚状W_XMo_1-XO₃的电解液；将其烘干后作为阳极，Pt片作为对电极，在两端施加25-95V的电压，通电1-3h后，在马弗炉中煅烧400-600℃，煅烧时间为3h，即可获得W_XMo_1-XO₃，随后将其浸泡到1-3mol/L Fe(NO₃)₂或FeCl₃溶液中进行原位刻蚀，制备被Fe纳米片覆盖的珊瑚状Fe-W_XMo_1-XO₃光阳极；

S2、分别用丙酮、乙醇和去离子水超声清洗单晶p型硅晶圆以除去晶圆表面的有机污染物，然后在硫酸和双氧水中，将温度加热到80-95℃后深度清洗10-25min，在40℃下，将清洗过的p型硅晶圆放入3-6mol/L氢氟酸和15-30mmol/L硝酸银的混合溶液中水浴20-25min，之后将刻蚀结束的硅片取出，用大量超纯水清洗后，室温下浸渍于浓硝酸中除去刻蚀过程中产生的银枝晶，用丙酮清洗后即可获得p-SiNWs；

S3、配制0.1-0.5mol/L的硝酸铜和0.2-0.6mol/L的硝酸钴的水溶液作为电解液，以步骤S2制备的p-SiNWs作为工作电极，铂片作为对电极，Ag/AgCl作为参比电极搭建三电极体系，在-0.2到-0.8V范围内跑100圈CV曲线，即可成功制备Cu/Co-p-Si NWs光阴极；

S4、以S3制备Cu/Co-p-Si NWs光阴极作为工作电极，以S1制备的被Fe纳米片覆盖的珊瑚状Fe-W_XMo_1-XO₃光阳极作为对电极，以Ag/AgCl作为参比电极；在工作电极一侧的电解池中加入0.5mol/L的Na₂SO₄水溶液作为电解液，反应前持续鼓入CO₂约10-30min至溶液饱和，并将这一侧的电解池密封；在对电极一侧的电解池中加入含有5-10ppm的甲基橙、罗丹明B、亚甲基蓝或对氯苯酚的0.5mol/L的Na₂SO₄水溶液作为电解液，两边同时进行光照即可实现协同处理二氧化碳还原与污染物降解。

2.根据权利要求1所述的一种新型可再生能源驱动的二氧化碳高效利用的新方法，其特征在于：所述步骤S1选用的钨钼合金片中钨含量占70％，钼含量占30％。

3.根据权利要求1所述的一种新型可再生能源驱动的二氧化碳高效利用的新方法，其特征在于：步骤S4所选用的光源为功率为400W的氙灯，光功率密度为1680mW/cm²。

4.根据权利要求1或2所述的一种新型可再生能源驱动的二氧化碳高效利用的新方法，其特征在于：步骤S1所配制的混合溶液为0.4mol/L NH₄F和0.4mol/L H₃PO₄。

5.根据权利要求1或2所述的一种新型可再生能源驱动的二氧化碳高效利用的新方法，其特征在于：步骤S1所配制的混合溶液为0.6mol/L NH₄F和0.2mol/L H₃PO₄。

6.根据权利要求5所述的一种新型可再生能源驱动的二氧化碳高效利用的新方法，其特征在于：步骤S1所用的原位刻蚀溶液为3mol/L的Fe(NO₃)₂溶液。

7.根据权利要求6所述的一种新型可再生能源驱动的二氧化碳高效利用的新方法，其特征在于：步骤S3所配制的电解液为0.1mol/L的硝酸铜和0.6mol/L的硝酸钴的水溶液。