一种一维氧化铁纳米棒异质结复合材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术提供了一种一维氧化铁纳米棒异质结复合材料及其制备方法和应用，属于光电催化水分解产氢技术领域。本发明专利技术提供的复合材料包括：一维氧化铁纳米棒、负载在一维氧化铁纳米棒上的硫化亚铜纳米颗粒和包覆在两者表面的氢氧化钴纳米片。本发明专利技术一方面通过引入Fe<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/Cu<subgt;2</subgt;S p‑n异质结，加速了Fe<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;纳米棒阵列中光生载流子的分离，另一方面通过引入Co(OH)<subgt;x</subgt;表面OECs加速了界面水氧化的动力学过程，光生空穴的快速耗竭进一步改善了光阳极表面的电荷分离，利用Fe<subgt;2</subgt;O<subgt;3</subgt;/Cu<subgt;2</subgt;S p‑n异质结与OECs之间的协同效应显著提高了氧化铁纳米棒阵列复合材料的PEC水分解性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电催化水分解产氢，尤其涉及一种一维氧化铁纳米棒异质结复合材料及其制备方法和应用。

技术介绍

1、随着经济和社会的发展，能源和环境危机越来越成为制约人类进步的阻力，光电催化分解水制氢技术提供了一种较好的解决方案，该技术利用自然界中最丰富的太阳能，将地球上储量极大的水资源，分解成清洁、环保并且具有极高能量密度的氢气。fujishima和honda(1972年)证明了二氧化钛(tio2)半导体材料在光电化学电池中将水分解成氢气和氧气的潜力。

2、在众多半导体光电阳极材料中，氧化铁(fe2o3)得益于其优异的稳定性、毒性小和低成本的优点，成为现阶段应用最为广泛的复合材料材料之一。fe2o3的带隙为2.0～2.2ev，因此其光吸收范围超过600nm，其有着足够的可见光吸收；理论计算表明，在100mw/cm2(am1.5g)的太阳辐射下，理想的赤铁矿(α-fe2o3)复合材料在1.23v(vs.rhe)下可以产生高达12.6ma/cm2的光电流密度，其太阳能转化氢(sth)效率也能达到16.8％，这高于实际应用所需的10％。然而，赤铁矿(α本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种一维氧化铁纳米棒异质结复合材料，包括：一维氧化铁纳米棒、负载在一维氧化铁纳米棒上的硫化亚铜纳米颗粒和包覆在两者表面的氢氧化钴纳米片。

2.根据权利要求1所述的一维氧化铁纳米棒异质结复合材料，其特征在于，所述一维氧化铁纳米棒异质结复合材料的直径为80～120nm。

3.权利要求1～2任意一项所述一维氧化铁纳米棒异质结复合材料的制备方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)水热前驱液中铁盐的浓度为0.075～0.3mol/L，水热前驱液中钠盐的浓度为0.5～2mol/L。

5.根据权利要求3所述的...

【技术特征摘要】

1.一种一维氧化铁纳米棒异质结复合材料，包括：一维氧化铁纳米棒、负载在一维氧化铁纳米棒上的硫化亚铜纳米颗粒和包覆在两者表面的氢氧化钴纳米片。

2.根据权利要求1所述的一维氧化铁纳米棒异质结复合材料，其特征在于，所述一维氧化铁纳米棒异质结复合材料的直径为80～120nm。

3.权利要求1～2任意一项所述一维氧化铁纳米棒异质结复合材料的制备方法，包括以下步骤：

4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)水热前驱液中铁盐的浓度为0.075～0.3mol/l，水热前驱液中钠盐的浓度为0.5～2mol/l。

5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中水热反应的温度为80～120℃，水热反应的时间为4～6h，升温至所述水热反应温度的升温速率为0.5～2℃/min。

6.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)中第一次退火的保温温度为400～600℃，第一次退火的保温时间为1～3h，升温至所述第一次退火保温温度的升温速率为1～5℃/min，第...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈燕鑫，史浩岩，卢灿忠，
申请(专利权)人：厦门稀土材料研究所，
类型：发明
国别省市：