[发明专利]一种共修饰铋酸铜纳米棒光电阴极制备方法

摘要

本发明公开了一种共修饰铋酸铜纳米棒光电阴极制备方法,包括以下步骤：(1)运用丰富廉价的铋源，铜源，在碱性条件水热合成CuBi2O4纳米棒；(2)采用离子交替物理吸附法,把银离子负载在CuBi2O4纳米棒上；(3)以FTO导电玻璃为基底,采用滴涂法形成CuBi2O4/Ag膜，CVD法退火处理；(4)采用粒子转移技术将材料剥离转移到第二块FTO玻璃，超声处理。然后物理吸附氮掺杂碳量子点制备氮掺杂碳量子点和银共修饰CuBi2O4纳米棒光电阴极。通过本发明方法制备得到的光电阴极在可见光照射下,表现出良好的光电催化活性和可见光响应特性,稳定性得到提升,可以有效应用于光电催化水分解产氢领域。

主权项

1.一种共修饰铋酸铜纳米棒光电阴极制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤S1、将2.42g Bi(NO3)3·5H2O、0.6g Cu(NO3)3·5H2O和0.87g NaOH依次加入到40mL去离子水中，搅拌3小时溶解得到溶液；步骤S2、将步骤S1中得到的溶液转移至聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，180℃条件下反应24h，反应结束后待高压反应釜冷却至室温，离心分离出溶液中的固体产物，用无水乙醇和高纯水反复交替各洗涤三次后放在60℃的干燥箱中烘干，得到CuBi2O4纳米棒；步骤S3、称取30mg步骤S2中制得的CuBi2O4纳米棒加入到10mL无水乙醇中，然后加入不同体积的0.05M AgNO3溶液，搅拌3h至吸附平衡，于60℃的干燥箱中烘干，得到粉末状产物；步骤S4、将FTO玻璃依次放入丙酮、无水乙醇、去离子水中超声清洗取出,再用无水乙醇清洗、N2吹干；步骤S5、将20mg步骤S3中的粉末状产物分散于0.1mL无水乙醇中形成悬浮液，然后滴涂在经步骤S4的方法处理的FTO玻璃上，于60℃的干燥箱中烘干，然后采用CVD法在N2气氛下450℃退火4h，得到Ag掺杂的CuBi2O4纳米棒；步骤S6、通过碳胶带将步骤S5制得的Ag掺杂的CuBi2O4纳米棒从FTO玻璃上剥离转移到另一块经步骤S4的方法处理的FTO玻璃上，然后在水中进行超声波处理以除去过量的Ag/CuBi2O4纳米棒材料，即可得FTO/CuBi2O4/Ag光电阴极；步骤S7、将步骤S6制得的FTO/CuBi2O4/Ag光电阴极置于10mL无水乙醇中，加入不同体积的氮掺杂碳量子点溶液，搅拌3h至吸附平衡，于60℃干燥箱中烘干，烘干时四周区域用环氧树脂覆盖，烘干结束后即可得氮掺杂碳量子点和银共修饰CuBi2O4纳米棒光电阴极。