一种高光电水分解性能的钛掺杂氧化铁光阳极的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高光电水分解性能的钛掺杂氧化铁光阳极的制备方法，首先通过水热合成在导电基底上生成β‑FeOOH，通过钛酸丁酯溶液浸泡和热处理获得钛掺杂氧化铁(Fe

Preparation of titanium doped iron oxide photoanode with high photoelectric water splitting performance

【技术实现步骤摘要】
一种高光电水分解性能的钛掺杂氧化铁光阳极的制备方法
本专利技术属于新能源材料
，具体涉及一种高光电水分解性能的钛掺杂氧化铁光阳极的制备方法。
技术介绍
在光电催化水分解领域中，氧化铁(Fe2O3)光阳极由于其光吸收范围宽，稳定性好、廉价无毒等优点，得到了研究学者的广泛关注。但是，Fe2O3导电性差，光生载流子寿命短，导致光生空穴的扩散距离短，导致其光电流密度低。大量报道中使用金属离子(如Ti4+)掺杂改善其导电性能，可以在一定程度上提升光电流密度。另外，Fe2O3表面存在大量的表面态，电荷表面复合严重，使表面水氧化反应变得迟钝，开启电压高，降低了其光电转化效率。因此，如何提高Fe2O3光阳极的光电流的同时降低其开启电压，是亟需解决的问题。科研人员发现，在Fe2O3中引入晶格缺陷对其光电催化性能有一定的影响。例如，一定浓度的氧空位可以提升Fe2O3的导电性能，提升光电流密度。但有研究表明，过量的氧空位会形成电荷复合中心，使表面复合速率加快，提高开启电压。而现有研究表面，尚未存在一种对钛掺杂氧化铁光阳极的合理处理方法能够同时实现开启电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种高光电水分解性能的钛掺杂氧化铁光阳极的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：/n1)制备β-FeOOH电极：通过水热反应在导电基底上生成β-FeOOH，得到β-FeOOH电极；/n2)钛酸丁酯处理：将β-FeOOH电极浸没于钛酸丁酯的乙醇溶液中，取出后干燥，记为β-FeOOH:Ti电极；/n3)高温焙烧处理：将β-FeOOH:Ti电极在空气中进行高温焙烧处理，产物记为Fe

【技术特征摘要】
1.一种高光电水分解性能的钛掺杂氧化铁光阳极的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：
1)制备β-FeOOH电极：通过水热反应在导电基底上生成β-FeOOH，得到β-FeOOH电极；
2)钛酸丁酯处理：将β-FeOOH电极浸没于钛酸丁酯的乙醇溶液中，取出后干燥，记为β-FeOOH:Ti电极；
3)高温焙烧处理：将β-FeOOH:Ti电极在空气中进行高温焙烧处理，产物记为Fe2O3:Ti电极；
4)溶剂热处理：将Fe2O3:Ti电极浸没于有机溶剂中，进行溶剂热处理，取出后干燥，记为Fe2O3:Ti-M电极；
5)酸水热处理：将Fe2O3:Ti-M电极浸没于酸的水溶液中，进行水热处理，取出后洗涤、干燥，即得到钛掺杂氧化铁光阳极，记为Fe2O3:Ti-MH电极。


2.根据权利要求1所述的一种高光电水分解性能的钛掺杂氧化铁光阳极的制备方法，其特征在于：所述步骤1)包括如下步骤：
将Fe3+可溶性盐的水溶液与无机盐混合，得到混合溶液；调节混合溶液的pH至1.2～1.6，将导电基底浸入混合溶液中，通过水热反应制备得到β-FeOOH电极；其中，水热反应的温度为80～120℃，时间1～24h。


3.根据权利要求2所述的一种高光电水分解性能的钛掺杂氧化铁光阳极的制备方法，其特征在于：所述Fe3+可溶性盐为三氯化铁或硝酸铁，其在Fe3+可溶性盐的水溶液中的浓度为60～200mM。


4.根据权利要求2所述的一种高光电水分解性能的钛掺杂氧...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖静冉，詹国武，周树锋，
申请(专利权)人：华侨大学，
类型：发明
国别省市：福建;35