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专利号: 2023103052524
申请人: 辽宁大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种异质结ZnO/Co3O4光电极薄膜,其特征在于,制备方法包括如下步骤:

1)将ZnO粉末加入丙酮溶液中,再加入I2,通过超声分散得ZnO沉积悬浮液,采用电泳沉积法制备ZnO薄膜;

2)将Co3O4粉末加入乙醇和聚乙二醇的混合溶液中,通过超声分散得Co3O4均相溶胶纳米颗粒溶液,加入步骤1)所得的ZnO薄膜,采用浸渍法在ZnO薄膜上叠加一层Co3O4膜;

3)将步骤2)所得产物,在惰性气体或者空气条件下,经高温煅烧,得到异质结ZnO/Co3O4光电极薄膜;

步骤1)具体为:将ZnO粉末加入丙酮溶液中,超声分散后加入I2,继续超声分散获得ZnO沉积悬浮液;向ZnO沉积悬浮液中,插入两块清洗干净的等面积的导电玻璃FTO,并令两个导电玻璃FTO的导电面相对,且相互平行浸入ZnO沉积悬浮液中,在15‑25V直流电压条件下沉积1‑5min,在导电玻璃FTO上获得ZnO薄膜;ZnO粉末:丙酮:I2=6g:2500mL:1.2g;

步骤2)具体为:将Co3O4粉末加入乙醇溶液中,再将聚乙二醇加入上述溶液中,超声分散后获得Co3O4均相溶胶纳米颗粒;向Co3O4均匀溶液中,插入步骤1)所得覆有ZnO薄膜的导电玻璃FTO,使其浸渍8‑12min,在ZnO薄膜上叠加一层Co3O4薄膜;

Co3O4粉末:无水乙醇:聚乙二醇=6g:3000mL:50mL。

2.如权利要求1所述的一种异质结ZnO/Co3O4光电极薄膜,其特征在于,步骤3)中,所述高温煅烧是,在温度为100‑300℃下煅烧20‑40min。

3.如权利要求1所述的一种异质结ZnO/Co3O4光电极薄膜,其特征在于,所述ZnO粉末的制备方法包括如下步骤:将锌盐加入含有PVP和DMF的水溶液中,混合均匀后,滴加0.25M NaOH水溶液,直至pH达到10为止,将所得混合液搅拌10min后转移到水热釜中,置于烘箱中,

100‑180℃加热0.5‑2h,所得产物用丙酮和乙醇离心洗涤,于50‑70℃烘干,得到ZnO粉末;所述锌盐是硝酸锌、醋酸锌、乙酸锌或氯化锌。

4.如权利要求1所述的一种异质结ZnO/Co3O4光电极薄膜,其特征在于,所述Co3O4粉末的制备方法包括如下步骤:将适量钴盐,置于坩埚中,于300‑500℃退火2‑4h,得到Co3O4粉末;

所述钴盐是硝酸钴、硫酸钴或氯化钴。

5.权利要求1所述的一种异质结ZnO/Co3O4光电极薄膜作为光阴极半导体材料在光分解水制氢中的应用。