一种Ti-F共掺杂赤铁矿光电极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种Ti‑F共掺杂赤铁矿光电极及其制备方法和应用，属于光电催化技术领域，制备方法包括以下步骤：S1、将铁盐、钛盐和氟盐溶于去离子水中，搅拌获得前驱体溶液；S2、将前驱体溶液和FTO导电玻璃放在水热反应釜中进行水热反应，得到光电极薄膜前体；S3、将光电极薄膜前体在管式炉中退火煅烧，得到Ti‑F:Fe2O3光电极。本发明专利技术采用上述的一种Ti‑F共掺杂赤铁矿光电极及其制备方法和应用，以降低表面态和形成氢键结构抑制载流子的复合并加快光生空穴的转移来提升光电催化水氧化活性，制备方法简单、操作方便、实验条件易于控制。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及光电化学，尤其是涉及一种ti-f共掺杂赤铁矿光电极及其制备方法和应用。

技术介绍

1、近几十年来，赤铁矿(α-fe2o3)因其在水溶液中良好的稳定性、丰富的储备、合适的带隙、无毒的性能等优点，作为一种很有前途的水解半导体光阳极，受到了广泛的关注。其能带隙为2.2ev，理论光流密度为12.6ma cm-2，具有良好的实际应用前景。然而，赤铁矿的pec水裂解效率主要受到其电导率、表面缺陷和析氧反应(oer)的缓慢动力学的限制。为了克服这些缺点，研究人员已经采取了许多策略，例如形貌设计、金属和非金属掺杂、酸性或碱性表面处理、使用助催化剂或空穴储存层负载。在金属掺杂中，n型掺杂(如ti4+、sn4+、pt4+和cr4+)是提高赤铁矿电导率的最常见方法，通过增加极化子随晶格应变的跳跃概率，并通过在fe3+位点附近引入电子将fe3+还原为fe2+，这也被证明可以提高供体浓度和电荷转移。然而，上述金属掺杂是通过在赤铁矿的导带(cb)和价带(vb)之间产生另一个能级，很容易产生复合位点。其中，钛掺杂导致了更多的表面捕获状态，阻止了光生空穴从光阳极转移到电解质本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种Ti-F共掺杂赤铁矿光电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种Ti-F共掺杂赤铁矿光电极的制备方法，其特征在于，S1中，铁盐为六水合三氯化铁或硫酸铁中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种Ti-F共掺杂赤铁矿光电极的制备方法，其特征在于，S1中，铁盐、钛盐和氟盐的摩尔比为(1100:1：19)～(1500:1:20)。

4.根据权利要求1所述的一种Ti-F共掺杂赤铁矿光电极的制备方法，其特征在于，S2中，水热反应温度为90～120℃，水热反应时间为3～5h。

5.根据权利要求1所述的一种Ti-F共掺杂...

【技术特征摘要】

1.一种ti-f共掺杂赤铁矿光电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种ti-f共掺杂赤铁矿光电极的制备方法，其特征在于，s1中，铁盐为六水合三氯化铁或硫酸铁中的一种。

3.根据权利要求1所述的一种ti-f共掺杂赤铁矿光电极的制备方法，其特征在于，s1中，铁盐、钛盐和氟盐的摩尔比为(1100:1：19)～(1500:1:20)。

4.根据权利要求1所述的一种ti-f共掺杂赤铁矿光电极的制备方法，其特征在于，s2中，水热反应温度为90～120℃，水热反应时间为3～5h。

【专利技术属性】
技术研发人员：胡春联，丁勇，方潇，吴俊豪，陈小宝，程延婷，
申请(专利权)人：青海师范大学，
类型：发明
国别省市：

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