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铋酸钙/氧化钨复合光电极、制备方法及其在光电催化分解水中的应用技术

技术编号:21109736 阅读:64 留言:0更新日期:2019-05-16 05:59
本发明专利技术涉及一种铋酸钙/氧化钨复合光电极的制备方法,其具体为:1)以钨酸为原料,以PVA、PVP、柠檬酸、草酸、乙腈等为形貌控制剂,通过180‑200℃下保温6‑12小时溶剂热后,再于450‑600℃煅烧1‑3小时,得到片状WO3光电极;2)以硝酸铋、硝酸钙为原料,与氨水溶液交叉滴加旋涂后,升温至450‑550°C保温10‑24小时,自然冷却至室温即得。本发明专利技术得到的CaBi6O10/WO3复合光电极成本低廉、结构稳定,其光电流密度得到明显的提升,提高了光电极光电催化水分解效率,而且在中性溶液表现出良好的稳定性。

Calcium bismuth acid/tungsten oxide composite photocatalyst, preparation method and its application in photocatalytic decomposition of water

The invention relates to a preparation method of calcium bismuth acid/tungsten oxide composite photoelectrode, which is as follows: 1) using tungstic acid as raw material, PVA, PVP, citric acid, oxalic acid and acetonitrile as morphology control agent, after solvothermal treatment at 180 200 C for 6 12 hours, calcined at 450 600 C for 1 3 hours, a sheet WO3 photoelectrode is obtained; 2) using bismuth nitrate, calcium nitrate as raw material, and ammonia water. After cross-dripping and spinning, the solution is heated up to 450 550 C for 10 24 hours and then cooled naturally to room temperature. The CaBi6O10/WO3 composite photocatalyst prepared by the invention has low cost, stable structure, obvious enhancement of photocurrent density, improved photocatalytic water decomposition efficiency of the photocatalyst, and good stability in neutral solution.

【技术实现步骤摘要】
铋酸钙/氧化钨复合光电极、制备方法及其在光电催化分解水中的应用
本专利技术属于复合电极制备及光电催化分解水
,具体涉及一种铋酸钙/氧化钨(CaBi6O10/WO3)复合光电极、制备方法及其在光电催化分解水中的应用。
技术介绍
随着社会和工业的快速发展,化石燃料的大量而快速的消耗,使得人类在面临日益严峻能源危机的同时,也要面临着全球气候变暖问题。新型能源的开发逐渐成为当前研究热点之一。半导体氧化物光电化学太阳能转化技术是利用半导体氧化物电极将通过分解水或其他途径将太阳能转化成可储存的氢能,它被认为是解决日益增长的能量需求最优潜力的途径之一。其中,光电催化技术因采用外加电压与光驱动并行的方式,使得半导体产生的光生载流子得到了有效的分离,同时使得光生电子与光生空穴分别在不同的电极上参与水的氧化和还原反应,从而避免了水分解产物氧气和氢气的后期分离,同时将催化材料固定在导电基底也利于催化剂的循环使用。其中,半导体光阳极材料在光电催化反应过程中主要是利用光生空穴发生析氧反应。三氧化钨(WO3)作为较窄带隙(2.5~2.7eV)的n型半导体,可以吸收一部分可见光,并且其价带位置比水分解电位要本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铋酸钙/氧化钨复合光电极的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:1)WO3种子层制备:称钨酸、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮与双氧水混合后,加热至80‑90℃回流反应1.5‑3.5小时,得到钨酸溶液,将钨酸溶液旋涂在洁净的FTO导电玻璃表面,然后于450‑600℃保温1‑3小时,得到负载WO3种子层的FTO导电玻璃;2)WO3光电极:取步骤1)中的部分钨酸溶液与草酸、柠檬酸、乙腈、盐酸混匀获得溶液A,然后将步骤1)得到的负载WO3种子层的FTO导电玻璃置于溶液A中,密封条件下在180‑200℃下保温6‑12小时,自然冷却至室温,取出并清洗、烘干,然后于450‑600℃保温1‑3小时,自然冷却至...

【技术特征摘要】
1.一种铋酸钙/氧化钨复合光电极的制备方法,其特征在于,包括如下步骤:1)WO3种子层制备:称钨酸、聚乙烯醇和聚乙烯吡咯烷酮与双氧水混合后,加热至80-90℃回流反应1.5-3.5小时,得到钨酸溶液,将钨酸溶液旋涂在洁净的FTO导电玻璃表面,然后于450-600℃保温1-3小时,得到负载WO3种子层的FTO导电玻璃;2)WO3光电极:取步骤1)中的部分钨酸溶液与草酸、柠檬酸、乙腈、盐酸混匀获得溶液A,然后将步骤1)得到的负载WO3种子层的FTO导电玻璃置于溶液A中,密封条件下在180-200℃下保温6-12小时,自然冷却至室温,取出并清洗、烘干,然后于450-600℃保温1-3小时,自然冷却至室温,即得到WO3光电极;3)CaBi6O10/WO3复合光电极:将Bi(NO3)3·5H2O、Ca(NO3)2、二乙烯三胺五乙酸、乙二胺四乙酸溶解于硝酸中获得溶液B,在步骤2)所得WO3光电极表面依次旋涂溶液B、浓度0.1-0.3mol/L的氨水,重复旋涂2-20次,烘干,然后于450-550℃保温10-24小时,自然冷却至室温,即得到CaBi6O10/WO3复合光电极。2.根据权利要求1所述铋酸钙/氧化钨复合光电极的制备方法,其特征在于,步骤1)中,称取2.0-4.0g钨酸、0.1-0.8g...

【专利技术属性】
技术研发人员:史维娜王吉超郭晓伟李英侯玉霞孙雪琴张晓静吴方琰
申请(专利权)人:新乡学院河南科技学院
类型:发明
国别省市:河南,41

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