CoPi负载的枝状(GaN)制造技术

本发明专利技术涉及半导体纳米材料及光电催化分解水领域，具体涉及一种CoPi负载的枝状(GaN)1‑

【技术实现步骤摘要】
CoPi负载的枝状(GaN)1‑
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(ZnO)
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GaN纳米线阵列光阳极及制备方法


[0001]本专利技术涉及半导体纳米材料及光电催化分解水领域，具体涉及一种磷酸钴(CoPi)负载的枝状(GaN)1‑
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(ZnO)
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GaN纳米线阵列光阳极及制备方法和在光电催化分解水中的应用。

技术介绍

[0002]太阳能储量丰富、分布广泛，是最具竞争力的清洁能源之一，若能实现太阳能的高效利用，则有望代替传统的化石能源。利用半导体光电极分解水生产清洁的氢气燃料一直以来备受关注，被认为是解决未来能源危机和可持续发展的有效途径之一。2005年，日本东京大学Domen课题组首次将GaN和ZnO两种半导体固溶在一起制备出用于光催化分解水的(GaN)1‑
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(ZnO)
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固溶体(0.034<x<0.13)，并且通过调控固溶体中ZnO的含量，实现了对固溶体带隙的调控并实现可见光光催化分解水制氢。此后，科研人员发现(本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种CoPi负载的枝状(GaN)1‑
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(ZnO)
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GaN纳米线阵列光阳极，其特征在于，该枝状纳米线阵列以n型Si掺杂导电良好的GaN单晶片作为衬底，主干为GaN纳米线阵列，分枝为(GaN)1‑
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固溶体纳米线，ZnO的固溶度为19.4at％。2.根据权利要求1所述的CoPi负载的枝状(GaN)1‑
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(ZnO)
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GaN纳米线阵列光阳极，其特征在于，所用GaN衬底为利用MOCVD技术制备的Si掺杂n型GaN单晶片，薄膜厚度为4～6μm，方块电阻为14.08kΩ/
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。3.根据权利要求1所述的CoPi负载的枝状(GaN)1‑
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(ZnO)
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GaN纳米线阵列光阳极，其特征在于，GaN纳米线阵列材料为化学气相沉积法外延生长，单根GaN纳米线直径在100～150nm之间，长度在10～25μm之间。4.根据权利要求1所述的CoPi负载的枝状(GaN)1‑
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(ZnO)
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GaN纳米线阵列光阳极，其特征在于，GaN纳米线上生长的枝状(GaN)1‑
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(ZnO)
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固溶体纳米线的直径在15～25nm之间，长度在200～300nm之间。5.根据权利要求1所述的CoPi负载的枝状(GaN)1‑
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(ZnO)
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GaN纳米线阵列光阳极，其特征在于，该光阳极呈现出典型的三维树枝状结构，GaN纳米线主干上生长(GaN)1‑
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(ZnO)
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固溶体纳米线分枝，(GaN)1‑
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(ZnO)
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固溶体纳米线分枝上负载CoPi析氧助催化剂，(GaN)1‑
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(ZnO)
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固溶体纳米线分枝的顶部沉积Au颗粒。6.一种权利要求1至5之一所述的CoPi负载的枝状(GaN)1‑
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(ZnO)
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GaN纳米线阵列光阳极的制备方法，其特征在于，该方法分为四个阶段，包括如下步骤：第一阶段，在n型Si掺杂GaN单晶片上生长GaN纳米线阵列：(1)称量30～50mL去离子水倒入反应器中，向其中加入0.5～1.5mL浓度为3～5mg/mL的氯金酸HAuCl4溶液和2～4mL甲醇CH3OH搅拌均匀；然后将n型Si掺杂GaN单晶片衬底放入所得溶液中，反应器抽真空后，利用300W氙灯顶部辐照时间为10～30min；取出后用去离子水清洗，然后用高纯N2吹干；(2)称取氧化镓Ga2O3粉末均匀铺在氧化铝瓷舟的底部，将步骤(1)所得衬底倒置在盛有氧化镓Ga2O3粉末的瓷舟上方，放入单温区管式炉内；(3)将管式炉抽成真空，然后通Ar气至常压，Ar气流量为40～60sccm；管式炉升温速率为10～15℃/min，当温度达到800～900℃时关闭Ar气，通入气流量为10～100sccm的NH3；(4)当管式炉达到反应温度时，保温进行充分反应后自然冷却，即得到以n型Si掺杂导电性较好的GaN单晶片为衬底的GaN纳米线阵列材料；第二阶段，制备Zn
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Ga
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O前驱体粉末：(5)称取二水合乙酸锌Zn(CH3COO)2·
2H2O和水合硝酸镓Ga(NO3)3·
xH2O，置于50mL烧杯中，二水合乙酸锌和水合硝酸镓中Zn和Ga的原子比为5:5，粉末总重量为4～6g；(6)向步骤(5)中加入15～25mL乙二醇甲醚C3H8O2和0.5～1...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘宝丹，陈立新，李晶，
申请(专利权)人：东北大学，
类型：发明
国别省市：