[发明专利]一种TiO2/GQDs/NiS异质结光阳极及其制备方法

摘要

本发明公开了一种TiO₂/GQDs/NiS复合光阳极及其制备方法，解决了TiO₂光电转换效率较低的问题。本发明以钛片为基体，含有石墨烯量子点的乙二醇、氟化铵水溶液为电解液，通过阳极氧化法，制备出含有石墨烯量子点(GQDs)的TiO₂复合膜。再通过连续离子层吸附‑沉淀反应将NiS纳米颗粒沉积到TiO₂表面，然后在氮气管式炉中，退火20min得到TiO₂/GQDs/NiS复合光阳极。TiO₂/GQDs/NiS(浸渍8次)复合膜光电流密度是TiO₂纳米管的2倍。本发明方法简便、易于操作，所制备的TiO₂/GQDs/NiS复合光电极具有很高的光催化活性及稳定性。

主权项

1.一种TiO₂/GQDs/NiS异质结光阳极,摩尔比组成为TiO₂ 85～99％，石墨烯量子点(GQDs)0.1～5％，NiS0.5～10％；所述TiO₂/GQDs/NiS异质结光阳极的制备方法，具体步骤为：(1)阳极氧化合成TiO₂纳米管，将钛片分别在丙酮、乙醇、蒸馏水中各超声15分钟；电解液为0.3wt％的氟化铵和2wt％的蒸馏水以及100mL的乙二醇，向电解液中加入5～50mL的石墨烯量子点，设置直流稳压电源输出电压为20～100V，阳极氧化时间进行0.5～5h后结束；最后将阳极氧化试片用蒸馏水冲洗，冷风吹干，得到包含GQDs的TiO₂纳米管阵列膜；(2)将步骤(1)中制备的光阳极浸入0.03M的乙醇化的镍盐溶液中0.5～5min，然后用乙醇冲洗掉样品表面过量松散的吸附离子，再将光电极浸入0.03M的硫源和甲醇水溶液中2～6min，硫源：甲醇体积比为1:1；最后将样品试片用蒸馏水冲洗，冷风吹干，保存待处理；(3)将步骤(2)中的样品试片置于管式炉中，将管式炉中抽成真空，再充入氮气，待管式炉中充满氮气后，以5℃/min的升温速率升温至300～600℃，退火2h，待其降温后取出，得到钛箔表面沉积TiO₂/GQDs/NiS复合膜光阳极；其特征在于：步骤(3)中镍盐为硝酸镍、硫酸镍、氯化镍、氟化镍、苯甲酸镍中的一种，硫源为硫化钠、硫化钾、硫化铵中的一种。