一种V-MOF/PO4-BiVO4光阳极及其制备方法和应用技术

本申请提供了一种V‑MOF/PO<subgt;4</subgt;‑BiVO<subgt;4</subgt;光阳极及其制备方法和应用，V‑MOF/PO<subgt;4</subgt;‑BiVO<subgt;4</subgt;光阳极的制备方法包括以下步骤：以FTO玻璃板作为工作电极，在其上沉积钒酸铋薄膜，得到BiVO<subgt;4</subgt;；光照下，将BiVO<subgt;4</subgt;置于磷酸盐缓冲液中浸泡，得到PO<subgt;4</subgt;‑BiVO<subgt;4</subgt;；将PO<subgt;4</subgt;‑BiVO<subgt;4</subgt;置于钒基金属‑有机框架溶液中浸泡，得到V‑MOF/PO<subgt;4</subgt;‑BiVO<subgt;4</subgt;。本申请通过在BiVO<subgt;4</subgt;上负载磷酸盐制备出界面空穴高效传输的PO<subgt;4</subgt;‑BiVO<subgt;4</subgt;光阳极，并进一步在其上负载钒基金属‑有机框架，一方面可以提高体系的稳定性，另一方面负载的钒基金属‑有机框架和磷酸盐间可协同增强电子‑空穴的分离效率及水氧化动力学，提高钒酸铋光阳极的光电流密度。本申请制备的V‑MOF/PO<subgt;4</subgt;‑BiVO<subgt;4</subgt;光阳极光电催化水分解性能优异，其在1.23V(vs.RHE)偏电压下光电流最大可以达到2.5mA cm<supgt;‑2</supgt;。

【技术实现步骤摘要】

本申请属于光电催化材料，更具体地说，是涉及一种v-mof/po4-bivo4光阳极及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着全球经济的发展，化石能源不断消耗导致能源短缺，并且伴随着环境危机，能源和环境问题成为21世纪全球面临的巨大挑战。太阳能作为地球上最丰富的可再生能源，将太阳能转化为化学能是解决能源危机和环境污染的有力途径。氢能作为一种清洁高效的能源，氢能的发展和利用受到广泛的关注。相较于光催化效率较低，光伏-电化学制备成本较高，利用太阳能的光电化学(pec)催化兼具效率和成本两大优势，是一种极具发展前景的可再生能源生产方法。

2、在光电催化领域，单斜钒酸铋(bivo4)作为一种典型的半导体光阳极材料，具备较窄的禁带宽度，较好的带边位置等特性，并且因其具备良好的光吸收效果和较高的理论光电流密度而备受关注。然而，由于光生电子和空穴易复合以及表面水氧化动力学缓慢，使钒酸铋光阳极的光电性能远远低于预期目标，从而限制了在光电化学领域的实际应用。其中，光生电子-空穴的复合效率高是制约整个体系的主要限制因素，

3、目前cn20171107478本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种V-MOF/PO4-BiVO4光阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种V-MOF/PO4-BiVO4光阳极的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐缓冲液中含有磷酸氢二钾、磷酸二氢钾和亚硫酸钠，所述磷酸盐缓冲液的pH为10～12。

3.如权利要求2所述的一种V-MOF/PO4-BiVO4光阳极的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐缓冲液中磷酸氢二钾的浓度为0.01～0.05M、磷酸二氢钾的浓度为0.02～0.1M，所述浸泡时间为30min～2h。

4.如权利要求3所述的一种V-MOF/PO4-BiVO4光阳极的制备方法，其特...

【技术特征摘要】

1.一种v-mof/po4-bivo4光阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.如权利要求1所述的一种v-mof/po4-bivo4光阳极的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐缓冲液中含有磷酸氢二钾、磷酸二氢钾和亚硫酸钠，所述磷酸盐缓冲液的ph为10～12。

3.如权利要求2所述的一种v-mof/po4-bivo4光阳极的制备方法，其特征在于，所述磷酸盐缓冲液中磷酸氢二钾的浓度为0.01～0.05m、磷酸二氢钾的浓度为0.02～0.1m，所述浸泡时间为30min～2h。

4.如权利要求3所述的一种v-mof/po4-bivo4光阳极的制备方法，其特征在于，所述钒基金属-有机框架溶液通过以下方法制备：配制含铁盐、2,4,6三(4-吡啶基)-1,3,5-三嗪、钒盐、对苯二甲酸、n,n-二甲基甲酰胺的混合溶液，使所述混合溶液在130～150℃下反应24～48h。

5.如权利要求4所述的一种v-mof/po4-bi...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘学琴，曹宇，何冰，
申请(专利权)人：武汉纺织大学，
类型：发明
国别省市：