[发明专利]复合光阳极及其制备方法、光电化学器件

权利要求书

1.一种复合光阳极，其特征在于，包括：

导电基底；

生长在导电基底上的TiO₂纳米棒阵列；以及，

沉积在TiO₂纳米棒阵列上的负载层；其中，所述负载层包括无定形碳球光敏化剂和碳氮化钴助催化剂。

2.根据权利要求1所述的复合光阳极，其特征在于，所述负载层的厚度为7μm～8μm。

3.根据权利要求1所述的复合光阳极，其特征在于，所述TiO₂纳米棒阵列直径为200nm～400nm，棒高为3μm～5μm。

4.一种如权利要求1-3任一项所述的复合光阳极的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：

S1、在导电基底上生长形成TiO₂纳米棒阵列；

S2、分别配制无定形碳球悬浊液和碳氮化钴悬浊液；

S3、将所述无定形碳球悬浊液添加到TiO₂纳米棒阵列上并进行第一高温煅烧，得到TiO₂/CSs光阳极；

S4、将所述碳氮化钴悬浊液添加到TiO₂/CSs光阳极上并进行第二高温煅烧，得到TiO₂/CSs/Co-CNs复合光阳极。

5.根据权利要求4所述的复合光阳极的制备方法，其特征在于，所述无定形碳球悬浊液的溶剂为醇类溶剂，所述无定形碳球悬浊液的浓度为6M～10M；所述碳氮化钴悬浊液的溶剂为水，所述碳氮化钴悬浊液的浓度为1M～3M。

6.根据权利要求5所述的复合光阳极的制备方法，其特征在于，配制无定形碳球悬浊液的工艺包括：将蔗糖水溶液置于反应容器中，在150℃～200℃的温度下水热反应时间为5h～6h，反应结束后分离获得反应物，对所得反应物进行干燥处理获得无定形碳球粉末，将所述无定形碳球粉末添加到醇类溶剂中搅拌分散，配制获得所述无定形碳球悬浊液。

7.根据权利要求5所述的复合光阳极的制备方法，其特征在于，配制碳氮化钴悬浊液的工艺包括：将Co(NO₃)₂·6H₂O溶解于甲酰胺中形成反应溶液，将反应溶液置于反应容器中，在150℃～200℃的温度下水热反应时间为15h～20h，反应结束后分离获得反应物，对所得反应物进行干燥处理获得碳氮化钴粉末，将所述碳氮化钴粉末添加到水中搅拌分散，配制获得所述碳氮化钴悬浊液。

8.根据权利要求4所述的复合光阳极的制备方法，其特征在于，所述第一高温煅烧的温度为180℃～220℃，所述第二高温煅烧的温度为180℃～250℃。

9.根据权利要求4所述的复合光阳极的制备方法，其特征在于，所述在导电基底上生长TiO₂纳米棒阵列包括：将导电基底置于浓盐酸和钛酸四丁酯溶液的混合液中，对混合液进行水热反应，将反应后的导电基底进行高温煅烧处理可在导电基底上生长TiO₂纳米棒阵列；其中，水热反应的温度为150℃～200℃，反应时间为15h～20h；高温煅烧的温度为400℃～600℃，煅烧时间为2h～3h。

10.一种光电化学器件，其特征在于，包括权利要求1-3任一所述的复合光阳极。