【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cn201711074780.4、cn202211336037.2等专利，通过磷酸盐修饰钒酸铋光阳极，有利于促进光生电子-空穴的分离，提高光电化学性能。但是磷酸盐薄膜与钒酸铋界面的电子-空穴复合、钒酸铋表面水氧化反应速率、以及体系高稳定性仍未得到协同解决。
技术实现思路
1、本申请的目的在于提供一种v-mof/po4-bivo4光阳极及其制备方法和应用，以
2、为实现上述目的，本申请的第一方面，提供了一种v-mof/po4-bivo4光阳极的制备方法，包括以下步骤：
3、以fto玻璃板作为工作电极，在其上沉积钒酸铋薄膜，得到bivo4；
4、光照下，将所述bivo4置于磷酸盐缓冲液中浸泡，得到po4-bivo4；
5、将所述po4-bivo4置于钒基金属-有机框架溶液中浸泡，得到v-mof/po4-bivo4。
6、进一步地，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。
7、进一步地，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。
8、进一步地，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。
9、进一步地，所述混合溶液中，所述铁盐、所述2,4,6三(4-吡啶基)-1,3,5-三嗪、所述钒盐、所述对苯二甲酸的摩尔比为：0.2～0.6：0.1～0.3：0.1～0.3：0.3～0.9。
10、进一步地，所述铁盐为硝酸铁，所述钒盐为氯化钒。
11、进一步地，所述bivo4的制备包括以下步骤：
12、配制含bi(no3)3、ki、乳酸和对苯醌的电解质溶液，采用三电极系统进行电沉积，以所述fto玻璃板作为工作电极，饱和ag/agcl电极为参比电极，铂片为对电极，通过电沉积方法在所述fto玻璃板上沉积bioi薄膜；
13、将含有乙酰丙酮氧钒的二甲亚砜溶液滴涂于所述bioi薄膜上，经过焙烧、表面除杂后得到bivo4。
14、进一步地，所述焙烧温度为420～450℃，时间为120～150min。
15、本申请的第二方面，提供了一种v-mof/po4-bivo4光阳极，采用上述任一项所述的制备方法制备得到。
16、本申请的第三方面，提供了一种v-mof/po4-bivo4光阳极在电催化分解水制氢中的应用。
17、与现有技术相比，本申请具有以下的技术效果：
18、本申请的一种v-mof/po4-bivo4光阳极的制备方法通过在bivo4上负载磷酸盐制备出界面空穴高效传输的po4-bivo4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。
19、本申请制备的v-mof/po4-bivo4光阳极在电催化分解水制氢中表现出高的光电流密度，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2.5macm-2。
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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-BiVO4光阳极的制备方法，其特征在于，所述混合溶液中，所述铁盐、所述2,4,6三(4-吡啶基)-1,3,5-三嗪、所述钒盐、所
6.如权利要求5所述的一种V-MOF/PO4-BiVO4光阳极的制备方法，其特征在于，所述铁盐为硝酸铁，所述钒盐为氯化钒。
7.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BiVO4的制备包括以下步骤：
8.如权利要求7所述的一种V-MOF/PO4-BiVO4光阳极的制备方法，其特征在于，所述焙烧温度为420～450℃，时间为120～150min。
9.一种V-MOF/PO4-BiVO4光阳极，其特征在于，采用权利要求1-8任一项所述的制备方法制备得到。
10.如权利要求9所述的一种V-MOF/PO4-BiVO4光阳极在电催化分解水制氢中的应用。
...【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...
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