[发明专利]一种集成化氧化亚铜光阴极的制备和应用

摘要

本发明公开了一种基于集成化氧化亚铜光阴极的制备方法。该方法包括蛋白模板的制备，导电基底上制备空穴传输层的步骤，反蛋白氧化亚铜光子晶体结构的形成，以及保护层的制备。其特点在于，所述制备基于氧化亚铜光子晶体多重修饰的光阴极步骤包括：在有空穴传输层的基底上，自组装纳米级蛋白模板，然后通过电化学法电镀氧化亚铜和保护层，最后通过高温裂解法或溶剂吸脱法，形成具有反蛋白光子晶体结构的多功能光阴极。采用本发明所得的多层修饰的反蛋白Cu2O光阴极呈现出有序多孔的结构并表现出光子晶体的特性，并通过控制蛋白模板的大小，调控反蛋白光子晶体内部形貌，叠加多层功能薄膜的辅助，达到三个目标：a，提高材料的光捕获能力；b，增加光生电荷分离效率及加快光生电子‑空穴从本体转移，防止其发生自身的氧化；c，以及通过保护层的存在避免氧化亚铜发生自身的还原。在光电联合催化二氧化碳反应中，集成化Cu2O光阴极高效地将二氧化碳转化为一氧化碳（ΦSTC=1.6%，YeildCO=46.7 mmol/h）。