样品清洗干净并充分干燥，然后置于马弗炉内加热，温度500°C，时间4小时。
[0027](4)后处理:对热处理后的T12纳米管阵列薄膜用10%体积的H2O2溶液超声清洗，用去离子水洗净后浸入1g.L—1的NaOH溶液24小时。
[0028](5)连续离子层吸附:将处理过的T12纳米管阵列薄膜置入0.002mol.L ―1的Pb (AC)2水溶液，停留1min后取出，经去离子水洗净并吹干后再浸渍于0.005mol -L^1NaHTe水溶液中10min，0.2mol.L4NaBH4S保护剂，取出并用去离子水洗净吹干，这样计作一个周期，如此往复循环10个周期，得到PbTe量子点敏化T12纳米管阵列。
[0029](6)热电化学制氢:PbTe量子点敏化纳米管阵列为电解水制氢体系的阳极，泡沫镍电极为阴极，于25°C，IV偏压下，以0.1mol.T1Na2S和0.1mol.L4Na2SCV混合电解液进行水解制氢。
[0030]制氢产率约为14.35ml.cnT2.IT1。
[0031]实施例2
[0032](I)、(2)、(3)同实施例1。
[0033](4)后处理:对热处理后的T12纳米管阵列薄膜用5%体积的H2O2溶液超声清洗，用去离子水洗净后浸入5g.L—1的NaOH溶液12小时。
[0034](5)连续离子层吸附:将处理过的T12纳米管阵列薄膜置入0.004mol.L-M^PbCl2水溶液，停留16min后取出，经去离子水洗净并吹干后再浸渍于0.004mol.171的NaSeOyK溶液中16min，取出并用去离子水洗净吹干，这样计作一个周期，如此往复循环5个周期，得到PbSe量子点敏化T12纳米管阵列。
[0035](6)热电化学制氢:PbSe量子点敏化纳米管阵列为电解水制氢体系的阳极，泡沫镍为阴极，于65°C、0.5V偏压下，以0.5mol.T1Na2S和0.5mol.L4Na2SCV混合电解液进行水解制氢。
[0036]制氢产率约为20.14ml.cnT2.IT1。
[0037]实施例3
[0038](I)同实施例1。
[0039](2)电化学氧化:抛光后的高纯钛片作阳极，高纯石墨为阴极，质量为3%水和0.4% NH4F的乙二醇电解液为电解质。槽电压60V，电解时间3小时，阳极和阴极固定距离5cm0
[0040](3)热处理:阳极氧化后，将样品清洗干净并充分干燥后置于马弗炉内晶化退火，温度550°C，时间4小时。
[0041](4)后处理:对热处理后的T12纳米管阵列薄膜用7%体积的H2O2溶液超声清洗5分钟，用去离子水洗净后浸入25g.L—1的NaOH溶液4小时。
[0042](5)连续离子层吸附:将处理好的T12纳米管阵列薄膜置入0.0lmol.厂1的Pb (NO3)2水溶液，停留8min后取出，经去离子水洗净并吹干后再浸渍于0.0lmol -L^1NaHTe+
0.005mol.L-1Na2SeOJ0.0Olmol.L-1Na2S 水溶液中 8min，0.4mol.L-1NaBH4S保护齐lj，取出并用去离子水洗净吹干，这样计作一个周期，如此往复循环5个周期，得到PbSe+PbTe量子点敏化的T12纳米管阵列。
[0043](6)热电化学制氢:PbSe+PbTe量子点敏化纳米管阵列为电解水制氢体系的阳极，泡沫镍为阴极，于85 °C 1.2V偏压下，以0.1mol.T1Na2S和0.1mol.I^1Na2SCV混合电解液进行水解制氢。
[0044]制氢产率约为44.76ml.cm 2.h 1 ο
【主权项】
1.高效热电化学制氢装置，包括电极和电解液，其特征在于:所述的电极分别为量子点敏化1102纳米管阵列薄膜电极为热电化学制氢体系的阳极，泡沫镍为对电极，电解液为含有Na2SOjP Na 2S的水溶液。
2.根据权利要求1所述的高效热电化学制氢装置，其特征在于:所述的量子点敏化.1102纳米管阵列薄膜电极由以下方法制得: (1)1102纳米管阵列薄膜的制备 将高纯的钛片机械抛光至高亮且表面无明显划痕，然后将机械抛光后的钛片浸入腐蚀液中进行化学抛光，直至钛片表面无细小气泡冒出，将化学腐蚀后的钛片用去离子水洗净，吹干；腐蚀液由HF、HN03、H2O按照体积比为1: 4: 5配制； 化学抛光后的钛片作阳极，高纯石墨为阴极，含F—的有机试剂为电解液，槽电压30?.100V，阳极和阴极距离5?15cm，阳极氧化3?7小时；将阳极氧化后的钛片清洗干净并充分干燥； 阳极氧化后的钛片置于马弗炉内晶化退火，温度400?700°C，时间2?4小时； 对晶化退火后的钛片用质量浓度5?15%的H2O2溶液超声处理5?25分钟，再用5?.25g/L NaOH水溶液浸泡24小时以补充热处理时损失的羟基，得到钛基锐钛矿型T12纳米管阵列薄膜； (2)量子点敏化1102纳米管薄膜电极的制备 将钛基锐钛矿型T12纳米管阵列薄膜置入0.001?0.5mol吨―1的水溶性铅盐中，停留.5?30min后取出，经去离子水洗净并吹干；以0.01?0.5mol.L4NaBH4S保护剂，再浸渍于0.001?0.5mol.L—1的钠盐水溶液中5?30min，取出后用去离子水洗净并吹干；以上过程作一个周期，往复循环1-20个周期处理，获得量子点敏化T12纳米管阵列薄膜电极；钠盐水溶液为Na2S、NaHTe, Na2SeO3中的一种或多种混合物的水溶液。
3.根据权利要求1或2所述的高效热电化学制氢装置，其特征在于:高效热电化学制氢方法为，量子点敏化T12纳米管阵列薄膜电极为热电化学制氢体系的阳极，泡沫镍为对电极，含有0.1?Imol.L 1Na2SO3和0.1?Imol.L 1Na2S的水溶液为电解液，在15?95。。、.0.5?1.5VU00?1000r/min条件下热电化学制氢。
【专利摘要】本发明涉及一种制氢装置及其方法，具体为高效热电化学制氢装置，包括电极分别为量子点敏化TiO2纳米管阵列薄膜电极为热电化学制氢体系的阳极，泡沫镍为对电极，电解液为含有Na2SO3和Na2S的水溶液，在15～95℃、0.5～1.5V、100～1000r/min条件下热电化学制氢。量子点敏化TiO2纳米管阵列薄膜电极，由高纯钛片经过机械抛光、化学抛光、阳极氧化、晶化退火、H2O2溶液超声处理、NaOH溶液补充热处理时损失的羟基，最后水溶性铅盐、钠盐水溶液浸泡往复循环制得。该制氢方法所制备的氢气纯度高，可达99.9％以上，并且产氢效率高，相较于传统工业生产中镍合金阳极的产氢量增大几倍至十几倍，所需电压更小、能耗低，电能消耗仅为传统电解法的四分一到三分之一。
【IPC分类】C25B11-04, C25B1-02
【公开号】CN104831308
【申请号】CN201510185783
【发明人】刘中清, 曹笑豪, 张小明
【申请人】四川大学
【公开日】2015年8月12日
【申请日】2015年4月17日