[发明专利]Cu2O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极及其制备与应用

摘要

本发明涉及Cu₂O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极及其制备与应用，属于光电极材料领域。将具有可见光特性p型半导体Cu₂O量子点均匀修饰于n‑型周期性有序二氧化钛纳米管阵列基底电极表面，制备得到Cu₂O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极。并将此Cu₂O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极用于光电催化生物质衍生物氧化促进制氢。与现有技术相比，本发明将高效光电催化氧化技术与电催化分解水制氢技术相结合，通过合理构筑并制备出Cu₂O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极光电催化生物质衍生物葡萄糖氧化制氢，制备过程简单易行且反应条件温和。Cu₂O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极光电催化葡萄糖氧化促进分解水制氢量高达97.93μmol/cm²，且其呈现出优异的光电催化稳定性能。

主权项

1.一种Cu2O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极的制备方法，其特征在于，将具有可见光特性p型半导体Cu2O量子点均匀修饰于n‑型周期性有序二氧化钛纳米管阵列基底电极表面，制备得到Cu2O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极，包括以下步骤：(1)周期性有序二氧化钛纳米管阵列基底电极的制备：以铂片和钛板分别作为阴极及阳极，在电解质溶液中，外加槽电压为20～80V，进行多步电化学阳极化，阳极化后，用二次蒸馏水超声处理阳极化产物，再煅烧结晶化阳极化产物，制备得到周期性有序二氧化钛纳米管阵列基底电极；(2)Cu2O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极的制备：将步骤(1)制备得到的二氧化钛纳米管阵列基底电极浸入铜源溶液中，取出后随即将其直接浸入到NaOH溶液中，再用二次蒸馏水清洗电极表面，烘干处理，最后在惰性气氛中煅烧处理，待冷却至室温后，制备得到Cu2O量子点修饰二氧化钛纳米管光电极；步骤(1)中，所述的电解质溶液为含有0.1～1.0wt％NH4F和1.0～3.0vol％H2O的乙二醇溶液，步骤(1)中，所述的煅烧的温度为400～600℃，煅烧时升温或降温的速率为1～5℃/min；步骤(2)中，所述的铜源溶液为乙酸铜溶液，浓度为0.01～0.1mol/L，所述的NaOH溶液浓度为0.1～1mol/L，所述的NaOH溶液温度为30～80℃，步骤(2)中，所述的煅烧处理的条件为：300～700℃下煅烧0.5～3小时。