一种非金属基光电阴极的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种非金属基光电阴极的制备方法。本发明专利技术通过溶液化学法的制备石墨炔；将尿素置于马弗炉中，550℃煅烧4h，制备块材g‑C3N4，再将块材g‑C3N4分散在N‑甲基吡咯烷酮溶剂中超声20h，得到g‑C3N4纳米片分散液；采用溶剂热法将二者复合，即得到g‑C3N4/GDY光电阴极。本发明专利技术克服了一般空穴传输材料使用含金属的氧化物且与g‑C3N4复合来构建非金属基光电阴极。光照下，本发明专利技术所得g‑C3N4/GDY光电阴极在‑0.1V(vs NHE)得到了较高的光电流响应值，是单独g‑C3N4和单独GDY的3倍之高。本发明专利技术光阴极有很好的光电催化活性和稳定性且制备方法简单。

A preparation method of a non metal based photocathode

【技术实现步骤摘要】
一种非金属基光电阴极的制备方法
本专利技术属于半导体光电催化分解水产氢
，涉及一种非金属基g-C3N4/GDY光电阴极的制备方法。
技术介绍
由于未来对可再生清洁能源的需求不断增加，开发高效的太阳能氢能成为主要的科学挑战。原则上，只有当光生电荷产生且传送到催化剂表面才能发生光电催化水分解反应。然而，这一过程中，光生电荷会发生高达90％的复合率，这严重限制了光电化学转换效率。由于光生空穴传输速率低于光生电子传输速率，所以严重阻碍了光生电荷的有效分离。事实上，作为空穴传输的助催化剂，例如RuO2，IrO2，和CoOx等金属氧化物已经被用于传输光生空穴，然而半导体中作为空穴的有效提取仍局限于导致光生电荷复合的长距离传输，为了获得高效的电荷转移，设计精细结构来优化空穴的传输动力学是必不可少的。g-C3N4，一种低成本且稳定的高分子半导体由于其优异的电子特性和稳定性已广泛应用于光电分解水产氢，但也存在光生电子空穴复合严重的问题。目前为止，已采取调整g-C3N4的本征电子结构和构建复合物结构来提高g-C3N4的电荷分离。例如，可通过掺杂元素改变g-C3N4的电子能带结构，从而提高电荷的传输本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种非金属基g‑C3N4/GDY光电阴极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备石墨炔纳米墙：在溶剂中加入铜片作基底，再滴入六炔基苯溶液，使六炔基苯在铜的催化作用下在溶剂中发生偶联反应，得到在铜片基底上生长的石墨炔纳米墙；制备g‑C3N4纳米片分散液：将尿素煅烧后得到块材g‑C3N4，将块材g‑C3N4加入到分散剂中，超声处理后得到g‑C3N4纳米片分散液；制备g‑C3N4/GDY光电阴极：将上述制备的长有石墨炔纳米墙的铜片加入g‑C3N4纳米片分散液的中，然后在45～55℃反应8～14h，取出铜片，烘干，铜片表面生成的物质即为g‑C3N4/GDY光电阴极。

【技术特征摘要】
1.一种非金属基g-C3N4/GDY光电阴极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：制备石墨炔纳米墙：在溶剂中加入铜片作基底，再滴入六炔基苯溶液，使六炔基苯在铜的催化作用下在溶剂中发生偶联反应，得到在铜片基底上生长的石墨炔纳米墙；制备g-C3N4纳米片分散液：将尿素煅烧后得到块材g-C3N4，将块材g-C3N4加入到分散剂中，超声处理后得到g-C3N4纳米片分散液；制备g-C3N4/GDY光电阴极：将上述制备的长有石墨炔纳米墙的铜片加入g-C3N4纳米片分散液的中，然后在45～55℃反应8～14h，取出铜片，烘干，铜片表面生成的物质即为g-C3N4/GDY光电阴极。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述溶剂由四甲基乙二胺：吡啶：丙酮按体积比为1：(4～6)：(90～110)组成。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述偶联反应的时间为1...

【专利技术属性】
技术研发人员：鲁统部，韩莹莹，卢秀利，
申请(专利权)人：天津理工大学，
类型：发明
国别省市：天津,12