[发明专利]四氧化三钴复合α型氧化铁蠕虫状纳米结构阵列光阳极及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及四氧化三钴复合α型氧化铁蠕虫状纳米结构阵列光阳极及其制备方法和应用，属于新能源材料技术领域，通过水热反应，将α型氧化铁以蠕虫状纳米结构阵列的方式长在导电基底上，并继续用水热法将四氧化三钴纳米颗粒附着在α型氧化铁上，充分利用了四氧化三钴纳米颗粒的高比表面积和良好的析氧催化活性，也有效抑制了电子‑空穴对的复合，从而大大增强了光电解水的性能。同时本发明采用适宜工业化的水热工艺，在制备四氧化三钴修饰的α型氧化铁光阳极过程中，所用材料价格低廉，有利于降低生产成本，实现大规模生产。

主权项

1.四氧化三钴复合α型氧化铁蠕虫状纳米结构阵列光阳极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）将导电基底进行表面清洗后，浸在FeCl₃•6H₂O溶液中进行水热反应，然后经两步退火后，降温获得负载有α型氧化铁的导电基底，所述α型氧化铁呈蠕虫状纳米结构阵列；所述水热反应具体为：在100~120℃的条件下水热反应3~6h；所述两步退火具体为：首先升温到550℃保持1h，然后再升温到700~730℃保持15min；所述FeCl₃•6H₂O溶液浓度为0.1~0.15M；（2）将Co(NO₃)₂•6H₂O、NH₄F 和CO(NH₂)₂ 按重量比1~3:7:10混合配制前驱体溶液，然后将所述前驱体溶液和步骤（1）中负载有α型氧化铁的导电基底同时置于反应容器中并于120~180℃条件下反应2~5h，获得负载有四氧化三钴前驱体复合α型氧化铁的导电基底；（3）将步骤（2）中负载有四氧化三钴前驱体复合α型氧化铁的导电基底洗净后于50~100℃条件下真空干燥10~15h，再在氩气保护下以1~5℃/min的升温速度升温至 300~600℃煅烧退火2h，获得四氧化三钴复合α型氧化铁蠕虫状纳米结构阵列光阳极。