[发明专利]铁酸铋修饰钒酸铋的光阳极和制备方法及其在光解水制氢的应用

权利要求书

1.BiFeO₃修饰的BiVO₄光阳极在光解水制氢的应用，其特征在于，BiFeO₃修饰的BiVO₄光阳极，所述光阳极包括导电玻璃及修饰在导电玻璃表面的BiVO₄层，所述光阳极还包括修饰在BiVO₄层表面的BiFeO₃层。

2.根据权利要求1所述BiFeO₃修饰的BiVO₄光阳极在光解水制氢的应用，其特征在于，所述BiFeO₃层厚度为20-100 nm。

3.根据权利要求2所述BiFeO₃修饰的BiVO₄光阳极在光解水制氢的应用，其特征在于，所述BiFeO₃层厚度为20nm。

4.根据权利要求1~3任一项所述BiFeO₃修饰的BiVO₄光阳极在光解水制氢的应用，其特征在于，所述BiFeO₃修饰的BiVO₄光阳极的制备方法包括以下步骤：

1）制备BiVO₄光阳极：将Bi(NO₃)₃、NH₄VO₃溶解至2-3 mol/L的 HNO₃溶液中并均匀混合，将清洗后的FTO导电玻璃浸泡到上述溶液中3-30 s，取出后水平放置晾干，然后在450-500 ℃温度条件下退火2-4 h；

2）BiFeO₃修饰的BiVO₄光阳极制备：将Bi(NO₃)₃、Fe(NO₃)₃·9H₂O在乙二醇和乳酸中混合，然后在80-95 ℃条件下搅拌浓缩上述溶液，然后将溶液滴到步骤1）所制备的BiVO₄光阳极表面，然后在500-550 ℃温度条件下退火0.5-1.0 h。

5.根据权利要求4所述BiFeO₃修饰的BiVO₄光阳极在光解水制氢的应用，其特征在于，步骤1）中所述Bi(NO₃)₃、NH₄VO₃和HNO₃溶液摩尔体积比为2-4:2-4:8-10，所述摩尔体积比为mmol:mmol:mL，步骤2）中所述Bi(NO₃)₃、Fe(NO₃)₃·9H₂O、乙二醇和乳酸的质量比为0.75-0.95:0.7-0.9:3-5:1.4-1.8。

6.根据权利要求4所述BiFeO₃修饰的BiVO₄光阳极在光解水制氢的应用，其特征在于，包括以下步骤：

1）制备BiVO₄光阳极：

将2 mmol Bi(NO₃)₃和2 mmol NH₄VO₃溶解到10 mL 浓度为2 mol/L的HNO₃溶液中，然后，将清洗好的FTO导电玻璃浸泡到上述溶液中5s，然后将FTO导电玻璃取出并水平放置晾干，然后在450℃温度条件下退火2 h；

2）BiFeO₃修饰的BiVO₄光阳极制备：

将0.85 g Bi(NO₃)₃和0.8 g Fe(NO₃)₃·9H₂O溶解到4.0 g乙二醇和1.68 g乳酸中，在90 ℃温度条件下搅拌，水分蒸发到溶液为13 mL时，停止加热，将溶液滴加至步骤1）所制备的BiVO₄光阳极表面，然后在2300 rpm的转速下旋涂1 min，最后在500 ℃温度条件下退火30 min。