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专利号: 2021103111063
申请人: 陕西师范大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 电解或电泳工艺;其所用设备〔4〕
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种光电催化分解水制氢的方法,其特征在于:采用0.1~1mol/LH2SO4水溶液作为电解质,以Se基光阴极为工作电极,饱和甘汞电极和铂片分别作为参比电极和对电极,在光照和外加偏压下进行光电催化分解水制氢;

上述Se基光阴极为Se/FTO光阴极、TiO2/Se/FTO光阴极、Pt/TiO2/Se/FTO光阴极中任意一种。

2.根据权利要求1所述的光电催化分解水制氢的方法,其特征在于所述Se/FTO光阴极的制备方法为:利用热蒸发法在清洗干净的FTO玻璃片上沉积一层Se薄膜,热蒸发系统真空‑3 ‑4

度为7×10 ~3×10 Pa,沉积的Se薄膜的厚度为100nm~1μm;然后将沉积的Se薄膜进行快速热退火,快速热退火的温度为50~250℃、时间为1~60min,得到Se/FTO光阴极。

3.根据权利要求2所述的光电催化分解水制氢的方法,其特征在于:将FTO玻璃片分别用乙醇、丙酮和超纯水超声清洗20~30min,然后用氮气吹干,得到清洗干净的FTO玻璃片。

4.根据权利要求2所述的光电催化分解水制氢的方法,其特征在于:所述快速热退火的温度为80~230℃、时间为1~30min。

5.根据权利要求1所述的光电催化分解水制氢的方法,其特征在于:所述TiO2/Se/FTO光阴极的制备方法为:在权利要求2所述的Se/FTO光阴极的Se薄膜表面通过原子层沉积法制备一层TiO2薄膜,腔室基板温度为100~230℃、制备周期为2~8个循环,得到TiO2/Se/FTO光阴极。

6.根据权利要求5所述的光电催化分解水制氢的方法,其特征在于:上述制备方法中,腔室基板温度为120~200℃、制备周期为4~6个循环。

7.根据权利要求1所述的光电催化分解水制氢的方法,其特征在于:所述Pt/TiO2/Se/FTO光阴极的制备方法为:在权利要求5所述的TiO2/Se/FTO光阴极的TiO2薄膜表面通过磁控‑3 ‑4

溅射法沉积Pt,系统真空度为7×10 ~3×10 Pa,溅射功率为20~80W,溅射时间为1s~

300s,得到Pt/TiO2/Se/FTO光阴极。

8.根据权利要求7所述的光电催化分解水制氢的方法,其特征在于:溅射功率为30~

60W,溅射时间为1s~30s。

9.根据权利要求1所述的光电催化分解水制氢的方法,其特征在于:采用0.4~0.6mol/L H2SO4水溶液作为电解质,以Se基光阴极为工作电极,饱和甘汞电极和铂片分别作为参比电极和对电极,用光源为300W氙灯加AM 1.5G滤光片组成的模拟太阳光,在光照强度为50~2

150mW/cm、外加偏压为VRHE=‑1V~+1V下进行光电催化分解水制氢。

10.根据权利要求9所述的光电催化分解水制氢的方法,其特征在于:在光照强度为802

~120mW/cm、外加偏压为VRHE=‑0.6V~+0.6V下进行光电催化分解水制氢。