一种耦合多功能层的复合氧化铁光阳极、制备方法及其应用技术

一种耦合多功能层的复合氧化铁光阳极、制备方法及其应用，属于新能源材料技术及光电催化技术领域。本发明专利技术，首先采用水热合成法制备氧化铁光阳极；其次将氧化锌的前驱液旋涂于氧化铁光阳极表面，通过煅烧得到氧化锌钝化层，后续通过旋涂法将(5,10,15,20)‑四(4‑羧基苯基)卟啉钴作为空穴传输层负载于氧化铁光阳极表面；最后通过光电化学沉积法负载助催化剂，得到具有优异性能的复合氧化铁光阳极。本发明专利技术经改性后的复合氧化铁光阳极光电催化水分解性能得到极大的提升，并且展现出优异的稳定性；制备的氧化铁光电极有良好的导电性、载流子密度增加、光生电子‑空穴对复合减弱，制备方法简单，化学性质稳定，为未来的实际应用提供了新的思路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新能源材料技术及光电催化，涉及一种耦合多功能层的复合氧化铁光阳极、制备方法及其应用。

技术介绍

1、当今全球能源需求仍主要依赖煤炭、原油、天然气等化石燃料的供应和使用，由于化石能源的过度消耗带来的能源短缺和环境污染问题，迫使开发清洁可再生能源。“双碳”战略倡导绿色、环保、低碳的生活方式，大力发展可再生资源。太阳能作为一种取之不尽、用之不竭的绿色能源，它的转化利用引起了广泛关注。氢能作为一种新型的绿色能源，燃烧热值高、产物无污染。在众多制备氢能的方式中，光电催化分解水制氢是太阳能制氢的重要领域。太阳能分解水制氢因其简单有效、环境友好引起了学术界和工业界的极大兴趣。同时，该反应也被称为是化学科学领域的圣杯式研究，而光电化学水分解是太阳能制氢的重要领域。在光电化学水分解的体系中，分为析氢反应和析氧反应，析氢反应是一个质子的还原，而析氧反应是水氧化过程，是一个四电子参与的过程，动力学相对较为缓慢，是水氧化的一个限速步骤，大大制约了制氢效率。因此，亟待对光阳极性能进行优化和探索，从而促进氢气的生成。

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【技术保护点】

1.一种耦合多功能层的复合氧化铁光阳极，其特征在于，所述的复合氧化铁光阳极包括氧化铁光阳极、氧化锌钝化层、空穴传输层、助催化剂层，其中氧化锌钝化层、空穴传输层以及助催化剂层依次负载于氧化铁光阳极的表面。

2.根据权利要求1所述的一种耦合多功能层的复合氧化铁光阳极，其特征在于，所述的空穴传输层由(5,10,15,20)-四(4-羧基苯基)卟啉钴(CoTCPP)负载于氧化锌钝化层表面而成。

3.一种权利要求1或2所述的耦合多功能层的复合氧化铁光阳极的制备方法，其特征在于，首先，采用水热合成法制备氧化铁光阳极；其次，将氧化锌的前驱液旋涂于氧化铁光阳极表面，通过煅烧得到氧...

【技术特征摘要】

1.一种耦合多功能层的复合氧化铁光阳极，其特征在于，所述的复合氧化铁光阳极包括氧化铁光阳极、氧化锌钝化层、空穴传输层、助催化剂层，其中氧化锌钝化层、空穴传输层以及助催化剂层依次负载于氧化铁光阳极的表面。

2.根据权利要求1所述的一种耦合多功能层的复合氧化铁光阳极，其特征在于，所述的空穴传输层由(5,10,15,20)-四(4-羧基苯基)卟啉钴(cotcpp)负载于氧化锌钝化层表面而成。

3.一种权利要求1或2所述的耦合多功能层的复合氧化铁光阳极的制备方法，其特征在于，首先，采用水热合成法制备氧化铁光阳极；其次，将氧化锌的前驱液旋涂于氧化铁光阳极表面，通过煅烧得到氧化锌钝化层，即氧化锌钝化层zno位于氧化铁光阳极表面；再次，通过旋涂法将cotcpp作为空穴传输层负载于氧化锌钝化层表面；最后，通过光电化学沉积法负载助催化剂feooh，最终得到具有优异性能的复合氧化铁光阳极α-fe2o3/zno/cotcpp/feooh。

4.根据权利要求3所述的一种耦合多功能层的复合氧化铁光阳极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

5.根据权利要求4所述的一种权利要求1或2所述的耦合多功能层的复合氧化铁光阳极的制备方法，其特征在于，所述的步骤(1)中，导电玻璃fto预处理过程为：分别使用去离子水、丙酮、乙醇对导电玻璃fto进行超声清洗，超声时间为20～80min，再浸入乙醇中备用，使用时采用去离子水、乙醇冲洗、干燥后得到导电玻璃fto，完成预处...

【专利技术属性】
技术研发人员：侯军刚，解慧敏，
申请(专利权)人：大连理工大学，
类型：发明
国别省市：