【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于新能源材料，具体的，涉及一种热冲击快速合成保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极的方法。
技术介绍
1、伴随着社会经济和工业的快速发展，全球能源危机和环境污染问题日益引起世界各国的广泛重视，寻求和开发可再生的绿色能源技术势在必行。通过人工途径将太阳能转换为可储存的化学燃料是发展绿色能源技术和解决太阳能间歇性问题的较有前景的备选方案。其中，光电催化技术的光分解水制取绿色能源载体—氢气是一种极具应用前景的人工利用太阳能资源的策略。光电极作为光电化学池的核心部件，除负责捕获太阳光外，同时还是水发生分解的场所，其性质对光电化学池催化水分解性能起着决定性作用。过渡金属氧化物如赤铁矿(fe2o3)、zno、tio2、bivo4)等由于所含元素储量丰富、成本低和无毒等优势，是当前薄膜光电极材料的研究热点。
2、目前，关于过渡金属氧化物薄膜光电极的制备通常包括以下方法：(1)在导电衬底如导电玻璃上制备前驱体薄膜，接着通过马弗炉、管式炉等热处理设备对上述薄膜进行高温退火处理来得到过渡金属氧化物薄膜光电极；(2)直接将金属片如铁片、钨片、钛片等在马弗炉、管式炉等设备中进行高温热处理氧化来得到过渡金属氧化物光电极；(3)中高温辅助的化学气相沉积法在导电衬底如导电玻璃上直接制备过渡金属氧化物薄膜光电极。通常情况下，上述过程所涉及的热处理周期在数小时，甚至更长，导致制备效率低、能耗高。此外，光电极的微观形貌和氧空位被普遍认为是影响其性能的重要因素。如何在光电极制备过程中实现高效的热处理，同时实现微观结构和氧空位的调控显得至关重要。>
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种热冲击快速合成保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极的方法，解决现有技术中在制备赤铁矿薄膜光阳极时，周期长，能耗高，效率低的问题。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案实现：
3、热冲击快速合成保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极的方法，包括如下步骤：
4、在真空负压环境下，通过热冲击法对赤铁矿前驱体薄膜进行升温处理，然后冷却得到由赤铁矿前驱体薄膜转化的赤铁矿薄膜光电极。
5、进一步的，真空负压环境的负压范围为-0.05～-0.098mpa。
6、进一步的，热冲击法的升温速率为103～104℃/min。
7、进一步的，该方法通过一种保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极制备装置制备，该装置包括密封箱，密封箱通过导气管连接有真空泵，通过真空泵对密封箱进行抽真空，密封箱内设置有真空表，用于检测密封箱内的真空度；
8、所述密封箱内设置有支撑体，支撑体上可用于放置导电电阻，导电电阻的正负极分别通过导线电连接直流电源的正负极。
9、进一步的，在通过保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极制备装置制备保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极时，将可替换的导电电阻放置于位于密封箱中的支撑体上；
10、将放置有赤铁矿前驱体薄膜的导电玻璃放置于导电电阻上，使导电电阻与赤铁矿前驱体薄膜相互接触；
11、借助真空泵经导气管使密封箱的处于负压状态，然后关闭阀门和真空泵；
12、在密封箱达到目标真空度后，打开直流电源的开关，调节电流值，经导电电阻对赤铁矿前驱体薄膜进行加热处理，通电时间为1～15秒；
13、在加热完成后，关闭直流电流的开关，待导电玻璃冷却后，打开密封箱，赤铁矿前驱体薄膜即转化为赤铁矿薄膜光电极。
14、进一步的，所述导电电阻为镍片或者铬镍合金片。
15、本专利技术的有益效果：
16、1、本专利技术通过在负压状态下对赤铁矿前驱体薄膜进行热冲击热处理，能够一步获得保型的且富含氧空位的赤铁矿薄膜光阳极，效率更高，能耗更低，且其光电催化分解水性能与传统热处理方式所得的赤铁矿薄膜光阳极性能相当。
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1.热冲击快速合成保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的热冲击快速合成保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极的方法，其特征在于，真空负压环境的负压范围为-0.05～-0.098Mpa。
3.根据权利要求1所述的热冲击快速合成保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极的方法，其特征在于，热冲击法的升温速率为103～104℃/min。
4.根据权利要求1所述的热冲击快速合成保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极的方法，其特征在于，该方法通过一种保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极制备装置制备，该装置包括密封箱(1)，密封箱(1)通过导气管(8)连接有真空泵(7)，通过真空泵(7)对密封箱(1)进行抽真空，密封箱(1)内设置有真空表(9)，用于检测密封箱(1)内的真空度；
5.根据权利要求4所述的热冲击快速合成保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极的方法，其特征在于，在通过保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极制备装置制备保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极时，将可替换的导电电阻(3)放置于位于密封箱(1)中的支撑体(2)上；
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7.根据权利要求1至6任一所述的方法制备的赤铁矿薄膜光阳极在光电催化中的应用。
...【技术特征摘要】
1.热冲击快速合成保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极的方法，其特征在于，包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的热冲击快速合成保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极的方法，其特征在于，真空负压环境的负压范围为-0.05～-0.098mpa。
3.根据权利要求1所述的热冲击快速合成保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极的方法，其特征在于，热冲击法的升温速率为103～104℃/min。
4.根据权利要求1所述的热冲击快速合成保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极的方法，其特征在于，该方法通过一种保型的富氧空位赤铁矿薄膜光阳极制备装置制备，该装置包括密封箱(1)，密封箱(1)通过导气管(8)连接有...
【专利技术属性】
技术研发人员：马自力，梁书语，方晓岚，侯佳妮，邵宁宁，吕珺，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：
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