申請?zhí)枺?01510754801.1
　　申請人：鄭州大學(xué)
　　發(fā)明人：王海龍 席耀輝 張銳 李劍 胡碧涌 盧緒高 李得源 邵剛 范冰冰 陳德良 許紅亮 盧紅霞

　　摘要：本發(fā)明公開了一種TiO2納米束/摻硼金剛石薄膜復(fù)合光電催化電極、制備方法及應(yīng)用，屬于材料化學(xué)、環(huán)境電化學(xué)、污染物控制技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明首先通過微波等離子體化學(xué)氣相沉積法在硅襯底上沉積一層具有良好電化學(xué)性能的摻硼金剛石薄膜，再通過水熱法在摻硼金剛石薄膜的表面生長具有光催化性能的TiO2納米束，最終形成具有p-n結(jié)結(jié)構(gòu)的復(fù)合光電催化電極。相比于摻硼金剛石薄膜裸電極，該復(fù)合光電催化電極增加TiO2納米束修飾形成了p-n結(jié)結(jié)構(gòu)，使得光電轉(zhuǎn)換效率增加，廢水中有機(jī)染料的降解時(shí)間有效縮短；相比于TiO2納米薄膜修飾，該電極具有更多的活性位點(diǎn)，能增大電極與染料的接觸面積，提高降解效率。

　　主權(quán)利要求：1.TiO2納米束/摻硼金剛石薄膜復(fù)合光電催化電極，其特征在于：該電極為p-n結(jié)結(jié)構(gòu)，在硅襯底上化學(xué)氣相沉積有摻硼金剛石薄膜，在薄膜表面水熱法沉積有TiO2納米束。
　　2.如權(quán)利要求1所述復(fù)合光電催化電極的制備方法，其特征在于：包括以下步驟：1)以硅襯底為基片，乙硼烷為硼源，在甲烷、氫氣氣氛中化學(xué)氣相沉積得到摻硼金剛石薄膜；2)將沉積有摻硼金剛石薄膜的基片置于反應(yīng)液中，在薄膜表面水熱法沉積TiO2納米束；所述反應(yīng)液為鈦酸丁酯、濃鹽酸與水的混合液。
　　3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟1)中硅襯底在使用前先置于含有金剛石粉末的懸濁液中超聲處理0.5～1.5h。
　　4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟1)中甲烷、氫氣、乙硼烷/氫氣混合氣三者的流量比40～50sccm:1050～1250sccm:20～200sccm，乙硼烷/氫氣混合氣中乙硼烷在氫氣中的濃度為100～500ppm。
　　5.根據(jù)權(quán)利要求2或4所述的制備方法，其特征在于：步驟1)中化學(xué)氣相沉積的工藝參數(shù)為：微波功率10～18Kw，硅襯底溫度800～900℃，反應(yīng)氣壓110～130mbar，時(shí)間1.5～6h。
　　6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的制備方法，其特征在于：步驟2)中鈦酸丁酯、濃鹽酸、水的體積比為0.5～1:15～30:15～30。
　　7.根據(jù)權(quán)利要求2或6所述的制備方法，其特征在于：步驟2)中水熱法沉積的工藝參數(shù)為：溫度150～170℃，反應(yīng)時(shí)間15～20h。
　　8.如權(quán)利要求1所述TiO2納米束/摻硼金剛石薄膜復(fù)合光電催化電極在有機(jī)廢水處理中的應(yīng)用。