The invention provides a photo anode electrode material, which comprises porous silicon and titanium dioxide nanowires, and the titanium dioxide nanowires are dispersed in the pores and surfaces of porous silicon. By the embodiment of the anode electrode material provided by the invention solution in the process of water current with increasing bias voltage increases in photoelectric, surface can be successfully achieved photoelecirolysis water; can be achieved on the degradation of methylene blue, the degradation efficiency was 48%, and the efficiency is much higher than that of photo degradation of methylene light degradation and degradation. The invention also provides the preparation method and application of the light anode electrode material, and the preparation method and the application method are easy to operate and are easy to implement.
【技术实现步骤摘要】
一种光阳极电极材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及电极材料
,尤其涉及一种光阳极电极材料及其制备方法和应用。
技术介绍
环境和能源问题是当今人类面对的两大问题。自从1970年Fujishima和Honda报道了光激发TiO2分解水以后,广泛的研究已经证明了无毒、低成本和高化学稳定性的TiO2是一种可分解水中污染物和光解水制氢的杰出光催化材料。然而,TiO2的太阳光利用效率低(带隙宽度约为3.0~3.2eV,仅吸收太阳光谱中的紫外光波段)、体内电子-空穴对复合效率高、比表面积小以及TiO2纳米粒子水分离回收困难等一系列问题一直是制约TiO2材料光催化性能及应用的重要影响因素。硅作为一种低成本且环境友好型的半导体材料,具有较强的光捕获能力以及其导电类型的可调制性,被广泛的应用于微电子领域。但是,硅材料存在着在水中容易被氧化的缺点,普通硅和TiO2的复合材料难以实现在光解水中的应用。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种由多孔硅和二氧化钛纳米线复合的光阳极电极材料,实现硅和TiO2复合材料在光电解水领域中的应用。为了实现上述专利技术目的,本专利技术提供以下技术方案:本专利技术提供了一种光阳极电极材料,包含多孔硅和分散于所述多孔硅表面和孔隙内的二氧化钛纳米线;所述多孔硅的孔径为0.5~8μm;所述二氧化钛纳米线的长度为0.5~1.5μm,直径为0.1~0.3μm。本专利技术还提供了一种所述光阳极电极材料的制备方法,包含如下步骤:(1)将硅基片在沉积溶液中沉积银粒子,得到银硅基片;所述沉积溶液为硝酸银和氟化氢的混合液;(2)将所述银硅基片在刻蚀溶液中进行刻 ...
【技术保护点】
一种光阳极电极材料,包含多孔硅和分散于所述多孔硅表面和孔隙内的二氧化钛纳米线;所述多孔硅的孔径为0.5~8μm;所述二氧化钛纳米线的长度为0.5~1.5μm,直径为0.1~0.3μm。
【技术特征摘要】
1.一种光阳极电极材料,包含多孔硅和分散于所述多孔硅表面和孔隙内的二氧化钛纳米线;所述多孔硅的孔径为0.5~8μm;所述二氧化钛纳米线的长度为0.5~1.5μm,直径为0.1~0.3μm。2.权利要求1所述光阳极电极材料的制备方法,包含如下步骤:(1)将硅基片在沉积溶液中沉积银粒子,得到银硅基片;所述沉积溶液为硝酸银和氟化氢的混合液;(2)将所述银硅基片在刻蚀溶液中进行刻蚀,得到刻蚀基片;所述刻蚀溶液为过氧化氢和氟化氢的混合液;(3)将所述刻蚀基片在硝酸溶液中溶解掉银组分,得到多孔硅基片;(4)将所述多孔硅基片顺次在钛酸四丁酯的异丙醇溶液和无水乙醇中进行浸泡,重复所述浸泡1~8次制备晶种层,得到Si-Ti(OH)4基片;(5)对所述Si-Ti(OH)4基片进行退火处理,得到Si-TiO2基片;(6)将所述Si-TiO2基片在前驱体溶液中进行结晶生长,得到结晶Si-TiO2基片;所述前驱体溶液为钛酸四丁酯、盐酸和水的混合溶液;(7)对所述结晶Si-TiO2基片进行退火处理,得到光阳极电极材料。3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述步骤(1)沉积溶液中硝酸银的浓度为0.001~0.02mol/L,氟化氢的浓度为4~5mol/L;所述沉积银粒子的时间为0.1~5min。4.根据权利要求2所述的制备方...
【专利技术属性】
技术研发人员:杨继凯,宋德,陈张笑雄,王连锴,陈卫军,王美婷,
申请(专利权)人:长春理工大学,
类型:发明
国别省市:吉林,22
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