[发明专利]一种基于双层复合结构的光阳极

权利要求书

1.一种基于双层复合结构的光阳极，其特征在于，该光阳极具体结构为：以FTO为基底，在FTO基底表面水热生长有二氧化钛纳米棒层，然后在二氧化钛纳米棒层之间设有氧化锌微球层、在二氧化钛纳米棒层之上设有二氧化钛空心球层；该二氧化钛纳米棒层厚度为6μm，二氧化钛纳米棒直径为150nm；该氧化锌微球层厚度为6μm，该氧化锌微球的直径为500nm，上述的氧化锌微球是由氧化锌纳米颗粒团聚而成的，该氧化锌纳米颗粒直径为20nm；该二氧化钛空心球直径为20μm，该二氧化钛空心球是以花粉为模板制备的，该二氧化钛空心球的球壳层是由二氧化钛纳米晶团聚而成。

2.根据权利要求1所述的基于双层复合结构的光阳极，其特征在于，所述光阳极的制备过程如下：

步骤1，制备二氧化钛纳米棒层

首先，取25ml的盐酸滴加到25ml的去离子水中，搅拌均匀，然后用移液枪取1ml的Ti(OC₄H₉)逐滴滴加到正在搅拌的盐酸水溶液中，搅拌30min，得到前驱体溶液，将此前驱体溶液转移到水热釜中，同时往水热釜中放入清洗干净的FTO玻璃，导电面朝上，在180℃下水热5h，取出FTO玻璃用去离子水和乙醇反复清洗干净，在空气中晾干，即可在FTO基底上得到二氧化钛纳米棒层；

步骤2，制备氧化锌微球层

首先，取500ml的甲醇溶液和8g的二水乙酸锌，在磁力搅拌下将二水乙酸锌完全溶于甲醇溶液中，搅拌均匀，然后将上步得到的FTO基底放入该甲醇溶液中，导电面朝上，恒温60℃反应24h，然后清洗、干燥后，将该FTO基底在360℃下煅烧50min，升温速率为9℃/min，煅烧后自然降温，在FTO基底的二氧化钛纳米棒层之间得到氧化锌微球层；

步骤3，制备二氧化钛空心球层

a)首先制备二氧化钛空心球：首先，筛选出直径20μm的油菜花花粉，取6g用酒精漂洗、干燥；

然后，向150ml的去例子水中加入3g的Ti(SO₄)₂，搅拌20min，再向上述去离子水中加入0.42g的氟化铵和1.2g的尿素，搅拌30min，再向上述去离子水中加入6g花粉，搅拌10min，然后将上述去离子水转移到水热釜中，将其在180℃水热反应15h，反应结束后，收集水热釜中白色沉淀，并将其清洗干净，在干燥箱中80℃下干燥10h后得到二氧化钛空心球；

b)制备二氧化钛空心球层：首先，取上述得到的二氧化钛空心球2g，松油醇7g，10％的乙基纤维素乙醇溶液9g，将上述物质放入30ml的无水乙醇溶液中，不断磁力搅拌，直至乙醇挥发变为粘性浆料，得到二氧化钛空心球浆料；

取少量二氧化钛空心球浆料涂覆在步骤2中得到的FTO基底表面，晾干后，放入马弗炉中440℃退火1h，480℃退火1h，升温速率为1℃/min，退火结束后，得到所述双层复合结构的光阳极。