【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于光电化学，具体涉及一种nio/mo:bivo4光阳极及其制备方法。
技术介绍
1、光电化学分解水产氢是解决能源危机的有效手段。bivo4作为一种n型半导体，具有成本低、安全、稳定等特点，在以往的研究中，已证明bivo4具有2.4ev的带隙宽度，在一个太阳光照射下，最大理论光电流约为7.5ma cm-2。价带比水氧化电位更正，具有较大的水氧化动力。但是载流子迁移率低、复合率高、表面反应速率缓慢也是不能忽视的缺点。与不同材料构建异质结可以提高bivo4的水氧化性能。nio因为导带和价带均比bivo4更负，常作为bivo4上层被应用。nio上层可以为bivo4提供更多活性位点、增加能带弯曲或减小反应过电位，一些nio-bivo4复合材料可以改善电极的表面钝化，而为了更快地引导载流子的输运、减少界面间的缺陷和优化晶格匹配程度，常有氧化物作为bivo4底层，以往的研究中常用的氧化物有sno2、wo3、fe2o3、tio2、lu2o3和一些铋系化合物，例如文献“atomically dispersediridium catalysts on silicon photoanode for efficientphotoelectrochemicalwater splitting”，但因为氧化物导电性差，常需要配合表层的金属催化剂来增强载流子的输运，而考虑到电极的透光性，金属催化剂通常以量子点的形式分布在电极表面，金属量子点在氧化物上的锚定还需考虑更多的因素。
技术实现思路
1、为了克
2、为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：
3、一种nio/mo:bivo4光阳极，光阳极为层状，包括导电玻璃fto，所述导电玻璃fto上依次负载超薄nio层和mo:bivo4层。
4、所述超薄nio层的厚度为0.5-7nm。
5、所述mo:bivo4层的厚度为20-30nm。
6、所述mo:bivo4层为将bivo4中3％-6％的v原子替代为mo原子，前驱体溶液的掺杂浓度为3-6％(cmo/cv)。
7、一种nio/mo:bivo4光阳极的制备方法，包括以下步骤：
8、步骤1，通过原子层沉积设备在导电玻璃fto上制备超薄nio层；
9、步骤2，在步骤1得到的超薄nio层上通过金属有机分解法或电沉积法制备mo:bivo4层，得到nio/mo:bivo4光阳极。
10、所述金属有机分解法制备mo:bivo4层，具体步骤如下：
11、1)首先将0.25-0.3g bi(no3)3·5h2o溶于1.1-2ml乙二醇、1.5-2.5ml乙酸和0.2-1ml去离子水中，充分搅拌后，加入0.3-0.5g乙酰丙酮氧钒和0.1-0.3ml乙酰丙酮钼的乙二醇溶液，搅拌溶解后，加入0.3-0.5g聚乙二醇-聚丙二醇-聚乙二醇，搅拌溶解后得到mo:bivo4的前驱体溶液；
12、2)在步骤1得到的导电玻璃fto上，旋涂前驱体溶液，把nio层表面全部覆盖，并在50-150℃下干燥1-10min，在400-500℃下退火1-2.5h，在浓度为0.02-0.08wt％的naoh溶液中去除多余的v2o5，得到mo:bivo4层，厚度为20-30nm。
13、所述乙二醇的浓度为95-98wt％，所述乙酸的浓度为95-99.5wt％。
14、所述乙酰丙酮钼的乙二醇溶液具体为将0.05-0.2g乙酰丙酮钼溶于1-2ml乙二醇中。
15、所述电沉积法制备mo:bivo4层，具体步骤如下：
16、1)取0.8-1.2g bi(no3)3·5h2o和4.5-6gnai溶于70-100ml去离子水中，调节溶液ph值为1-1.5，加入50-60ml对苯醌的乙醇溶液，搅拌均匀及得电沉积液；
17、2)采用三电极体系，工作电极为步骤1得到的负载nio的导电玻璃fto，对电极采用铂片或钛片，参比电极采用ag/agcl参比电极；沉积电位采用-0.5～-1v，沉积时间为30-60秒，得到bioi薄膜；
18、3)在bioi薄膜上涂布0.03-0.06ml乙酰丙酮氧钒溶液，50-80℃干燥后，在400-500℃条件下退火60-120分钟，得到亮黄色的薄膜；
19、4)将亮黄色的薄膜在浓度为0.02-0.08wt％的naoh溶液中去除多余的v2o5，得到mo:bivo4层，厚度为20-30nm。
20、所述乙酰丙酮氧钒溶液的浓度为0.04-0.06wt％。
21、所述对苯醌的乙醇溶液具体为将1.1-3.3g对苯醌溶解于50-60ml乙醇中。
22、相对于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
23、(1)本专利技术用超薄nio层同时作为隧穿层和钝化层，基于nio和mo:bivo4的能带位置，普通nio层作为mo:bivo4底层时会阻碍载流子输运，而超薄的nio层引起的电子隧穿效应和对fto/mo:bivo4界面处缺陷的钝化促进了载流子的输运，极大的提升了电极性能的提升。
24、(2)本专利技术采用电沉积法和金属有机分解法，工艺简单且易实现，在fto/nio上制备了具有更高光电性能的fto/nio/mo:bivo4光阳极，极大的提高了光电流和光电转化效率。
25、综上，本专利技术采用超薄nio层同时作为隧穿层和钝化层，可以快速导走在光照下发生分离的电子和空穴，减少复合，钝化fto/bivo4界面的缺陷，同时采用工艺简单且易实现的金属有机分解法和电沉积法制备mo:bivo4层，提高光阳极的光电性能。
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1.一种NiO/Mo:BiVO4光阳极，其特征在于，所述光阳极为层状，包括导电玻璃FTO，导电玻璃FTO上依次负载超薄NiO层和Mo:BiVO4层。
2.根据权利要求1所述的一种NiO/Mo:BiVO4光阳极，其特征在于，所述超薄NiO层的厚度为0.5-7nm。
3.根据权利要求1所述的一种NiO/Mo:BiVO4光阳极，其特征在于，所述Mo:BiVO4层的厚度为20-30nm。
4.根据权利要求1所述的一种NiO/Mo:BiVO4光阳极，其特征在于，所述Mo:BiVO4层为将BiVO4中3％-6％的V原子替代为Mo原子，前驱体溶液的掺杂浓度为3-6％(CMo/CV)。
5.一种NiO/Mo:BiVO4光阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种NiO/Mo:BiVO4光阳极的制备方法，其特征在于，所述金属有机分解法制备Mo:BiVO4层，具体步骤如下：
7.根据权利要求6所述的一种NiO/Mo:BiVO4光阳极的制备方法，其特征在于，所述乙二醇的浓度为95-98wt％，所述乙酸
8.根据权利要求5所述的一种NiO/Mo:BiVO4光阳极的制备方法，其特征在于，所述电沉积法制备Mo:BiVO4层，具体步骤如下：
9.根据权利要求8所述的一种NiO/Mo:BiVO4光阳极的制备方法，其特征在于，所述乙酰丙酮氧钒溶液的浓度为0.04-0.06wt％，所述对苯醌的乙醇溶液具体为将1.1-3.3g对苯醌溶解于50-60mL乙醇中。
10.根据权利要求5所述的一种NiO/Mo:BiVO4光阳极的制备方法，其特征在于，所述步骤1中超薄NiO层的厚度为0.5-7nm。
...【技术特征摘要】
1.一种nio/mo:bivo4光阳极，其特征在于，所述光阳极为层状，包括导电玻璃fto，导电玻璃fto上依次负载超薄nio层和mo:bivo4层。
2.根据权利要求1所述的一种nio/mo:bivo4光阳极，其特征在于，所述超薄nio层的厚度为0.5-7nm。
3.根据权利要求1所述的一种nio/mo:bivo4光阳极，其特征在于，所述mo:bivo4层的厚度为20-30nm。
4.根据权利要求1所述的一种nio/mo:bivo4光阳极，其特征在于，所述mo:bivo4层为将bivo4中3％-6％的v原子替代为mo原子，前驱体溶液的掺杂浓度为3-6％(cmo/cv)。
5.一种nio/mo:bivo4光阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
6.根据权利要求5所述的一种nio/mo:bivo4光阳极的制备方法，其特征在于，所述金属有机分解法...
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