The invention relates to a method for alpha porous Fe2O3 nanorod photoanode material by hydrolysis of photoelectric, including the use of photo anode materials solid liquid chemical method for in situ preparation of alpha porous Fe2O3 nanorods were loaded FTO conductive glass substrate and comprising the alpha porous Fe2O3 nanorods. The specific preparation method in FeCl3 containing dicyandiamide and formaldehyde in aqueous solution on the growth of FeOOH nanorod arrays beta FTO conductive glass substrate in situ, and then obtained Fe2O3 alpha porous nanorod array photoanode material by high temperature heat treatment. The infiltration of prepared alpha porous Fe2O3 nanorod array photoanode material can improve the electrolyte in photoelectrode materials, shorten the transmission distance of the optical carrier, enhance photoelectric hydrolysis efficiency of hydrogen production. The preparation method is easy to operate, simple and easy to control, and the prepared anode materials have important application potential in the field of photo catalysis and so on.
【技术实现步骤摘要】
α-Fe2O3多孔纳米棒阵列光阳极材料的制备方法及应用
本专利技术属于光电催化制氢
,具体为一种α-Fe2O3多孔纳米棒阵列光阳极材料的制备方法及其应用。
技术介绍
光电水解制氢技术是一种极具前景的将太阳能转化为化学能的途径,然而光电极材料的光电催化效率一直是制约太阳能水解制氢发展的瓶颈。光电反应通常是在光电化学池(photoelectrochemicalcell,PEC)中进行,通常用n型半导体材料做光阳极,金属作为阴极。当太阳光照射到光阳极材料上时,光阳极材料激发产生的空穴-电子对(h+-e-)参与如下电极反应实现分解水制H2和O2(公式1、2):实验证明,要实现太阳能光解水制氢,半导体价带最下层能级应该比析氧电位更正,导带最上层能级比析氢电位更负,而且需要合适的禁带宽度(1.8eV~3.0eV)以吸收太阳光,同时在水中具有较高的稳定性,且价格低廉;其次具有较高的光生空穴-电子分离效率、长寿命激发电子以及表面析氢或析氧活性位。因此,开发可见光响应、高稳定半导体光阳极材料是提高光电水解制氢效率的关键。近年来,具有合适禁带宽度的金属氧化物(WO3,BiVO4,α-Fe2O3)作为新型半导体光电极材料,受到国内外研究者的关注。其中α-Fe2O3,由于具有合适的禁带宽度(~2.1eV),优异的化学稳定性以及环境友好、廉价易得等优点,被认为是极具研究价值及应用前景的新一代太阳能水解制氢半导体材料。然而,较短的光生载流子寿命(<10ps)和传输距离(~2-4nm),导致光生电子-空穴分离效率低,而且较少的表面析氧活性位,使得α-Fe2O3的实际太阳能制 ...
【技术保护点】
一种α‑Fe2O3多孔纳米棒阵列光阳极材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)、将FTO导电玻璃浸入含有FeCl3和二氰胺/甲醛缩聚物水溶液中,然后采用稀盐酸调节pH=1.5,于95℃反应3~12h,经冷却、水洗、晾干制得β‑FeOOH纳米棒阵列;(2)、将步骤(1)制备的β‑FeOOH纳米棒阵列在N2气氛下,550℃热处理2h,800℃继续热处理0.1h,制得α‑Fe2O3多孔纳米棒阵列材料。
【技术特征摘要】
1.一种α-Fe2O3多孔纳米棒阵列光阳极材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:(1)、将FTO导电玻璃浸入含有FeCl3和二氰胺/甲醛缩聚物水溶液中,然后采用稀盐酸调节pH=1.5,于95℃反应3~12h,经冷却、水洗、晾干制得β-FeOOH纳米棒阵列;(2)、将步骤(1)制备的β-FeOOH纳米棒阵列在N2气氛下,550℃热处理2h,800℃继续热处理0.1h,制得α-Fe2O3多孔纳米棒阵列材料。2.根据权利要求1所述的α-Fe2O3多孔纳米棒阵列光阳极材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中,FeCl3的浓度为0.05~0.3mol/L,二...
【专利技术属性】
技术研发人员:刘光,李晋平,赵勇,王开放,
申请(专利权)人:太原理工大学,
类型:发明
国别省市:山西,14
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