[发明专利]一种SnS2

说明书

本发明提供了一种SnS₂/SnO₂异质结纳米片阵列光阳极的制备方法，包括以下步骤：(1)将导电基底材料置于以四氯化锡、硫粉分别作为锡源、硫源，在双温控真空气氛管式炉中在惰性气体保护下进行化学气相沉积，在导电基底材料上沉积二硫化锡纳米片阵列，导电基底/SnS₂纳米片阵列；(2)将导电基底/SnS₂纳米片阵列放入高温马弗炉中表面氧化反应一段时间后取出，然后在空气中冷却得到表面含有SnO₂氧化膜的SnS₂纳米片阵列光阳极。本发明方法制得到SnS₂/SnO₂异质结纳米片阵列光阳极具有较高的光电催化析氧的活性和稳定性。

技术领域

本发明属于光催化、光电催化分解水电极材料技术领域，具体涉及一种SnS₂/SnO₂异质结纳米片阵列光阳极，还涉及该SnS₂/SnO₂异质结纳米片阵列光阳极的制备方法。

背景技术

光电化学水分解在将太阳能转化为清洁化学燃料(例如氢气)方面具有潜在的前景。具有足够光吸收，有效电荷分离和高活性的光阳极材料对于构建具有良好效率的太阳能-燃料装置是非常重要的。在光电催化分解水制氢反应中，虽然施加偏压可以减少电子-空穴对的重组，但其效率并不足够理想，所以将光激发电子-空穴对进行更有效的分离仍然是提高催化性能的重要策略。通过构建异质结在其界面处形成内建电场，是有效分离电荷的重要手段。

电子-空穴对的空间分离可以在II型异质结中实现，其中价带和导带边缘的对准分别偏移在两个半导体上，因此电子和空穴在异质结中分别向不同的半导体迁移，具有更长的寿命和更低的复合几率。异质结的紧密接触能有效促进电荷间的传输，通过原位氧化硫化物的方法制备硫化物/氧化物半导体异质结，界面内异质结由于是通过改变原本的晶格来引入新的半导体，相比于普通物理接触形成的异质结，结合更紧密，电荷在界面处的传输更加顺利，构建的光阳极在光电化学过程中表现出更好光催化活性和稳定性。

发明内容

本发明第一目的在于提供一种SnS₂/SnO₂异质结纳米片阵列光阳极的制备方法，解决现有SnS₂光电催化分解水性能不够优异和稳定性差的问题。

本发明第二目的在于提供一种上述方法制备的SnS₂/SnO₂异质结纳米片阵列光阳极。

本发明第一目的是通过以下技术方案来实现的：

一种SnS₂/SnO₂异质结纳米片阵列光阳极制备方法，包括以下步骤：

(1)以四氯化锡、硫粉分别作为锡源、硫源，在双温控真空气氛管式炉中在惰性气体保护下进行化学气相沉积，在导电基底材料上沉积二硫化锡纳米片阵列，得到导电基底/SnS₂纳米片阵列；

(2)将导电基底/SnS₂纳米片阵列放入高温马弗炉中表面氧化反应一段时间后取出，然后在空气中冷却得到表面含有SnO₂氧化膜的SnS₂纳米片阵列光阳极(导电基底/SnS₂/SnO₂)。

本发明方法通过化学气相沉积在导电基底材料上先制备二硫化锡纳米片阵列，然后在二硫化锡表面通过空气中原位氧化方法制备二氧化锡，得到SnS₂/SnO₂异质结纳米片阵列光阳极材料。

本发明制备方法可以进一步做以下改进：

所述导电基质材料为FTO、Ti片、铁片、钨箔。