[发明专利]一种用于光电催化CO2

权利要求书

1.一种用于光电催化CO₂还原反应机理研究的超构平面光电极，其特征在于：包括，

基底（100），所述基底（100）为镜面基底；

反射层（200），所述反射层（200）为具有较强等离激元效应且具有高反射率的金属薄膜，所述反射层（200）附着于所述基底（100）一侧表面；以及，

吸收层（300），所述吸收层（300）为p型半导体薄膜，所述吸收层（300）附着于所述反射层（200）的表面；

所述p型半导体薄膜的材料为Cu₂O，其厚度为45nm；

其制备方法为：

（1）清洗基底：选用尺寸为0.05cm*2cm*4cm的镜面不锈钢片，将激光切割的边角打磨光滑，背面用绝缘胶带覆盖黏住；在正面长度方向上的顶部预留0.5cm的长度，下部留出3cm的长度，中间的0.5cm用绝缘胶带黏住；将不锈钢片顶部朝下插入聚四氟乙烯清洗花篮放置在烧杯中，分别用去离子水、丙酮、甲醇、异丙醇、去离子水在超声波清洗机中各清洗5分钟；超声波清洗机的工作条件：超声工作频率70KHz，温度20摄氏度；清洗完成后在氩气气流中干燥，然后放在防尘盒中；

（2）电化学沉积Au膜：采用三电极系统，不锈钢基底作为工作电极，铂片作为对电极，汞/硫酸亚汞电极作为参比电极，使用包含1mM的KCl，100mM的K₂SO₄，1mM的H₂SO₄和0.1mM的HAuCl₄的电沉积液进行电沉积，电沉积液的pH值为3.1，20摄氏度，水浴加热35摄氏度，小磁子以 60转/分钟的速度搅拌；对工作电极施加-1.85V vsHg/Hg₂SO₄的电压进行定电压沉积，沉积的时间为40min；沉积完成后用去离子水缓慢冲洗，在氩气气流中干燥，放入防尘盒中待用；

（3）电化学沉积Cu₂O薄膜：采用三电极系统，镀有Au膜的镜面不锈钢作为工作电极，铂片作为对电极，汞/氧化汞电极为参比电极，电沉积液为包含1.6M的C₆H₈O₇和0.4M的CuSO₄混合溶液，pH=11，20摄氏度，用NaOH晶粒调节；水浴加热50摄氏度，对工作电极施加的电流为-0.64mA进行定电流沉积，沉积时间400s；沉积完成后用去离子水缓慢冲洗，然后在氩气气流中干燥。

2.如权利要求1所述的用于光电催化CO₂还原反应机理研究的超构平面光电极，其特征在于：所述镜面基底的材料包括镜面不锈钢、镜面抛光的硅片中的一种。

3.如权利要求1或2所述的用于光电催化CO₂还原反应机理研究的超构平面光电极，其特征在于：所述反射层（200）的材料包括Au、Ag及其合金中的一种。

4.如权利要求3所述的用于光电催化CO₂还原反应机理研究的超构平面光电极，其特征在于：所述反射层（200）的厚度不小于40nm。

5.如权利要求1、2、4中任一所述的用于光电催化CO₂还原反应机理研究的超构平面光电极，其特征在于：所述吸收层（300）表面还均匀分布有纳米粒子（400），所述纳米粒子（400）采用滴落涂布法附着于所述吸收层（300）表面。

6.如权利要求5所述的用于光电催化CO₂还原反应机理研究的超构平面光电极，其特征在于：所述纳米粒子（400）为具有较强等离激元效应的金属纳米颗粒，且与所述反射层（200）的材料相同。

7.如权利要求6所述的用于光电催化CO₂还原反应机理研究的超构平面光电极，其特征在于：所述纳米粒子（400）的粒径为小于100nm。