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　　申请号：201510754801.1
　　申请人：郑州大学
　　发明人：王海龙 席耀辉 张锐 李剑 胡碧涌 卢绪高 李得源 邵刚 范冰冰 陈德良 许红亮 卢红霞

　　摘要：本发明公开了一种TiO2纳米束/掺硼金刚石薄膜复合光电催化电极、制备方法及应用，属于材料化学、环境电化学、污染物控制技术领域。本发明首先通过微波等离子体化学气相沉积法在硅衬底上沉积一层具有良好电化学性能的掺硼金刚石薄膜，再通过水热法在掺硼金刚石薄膜的表面生长具有光催化性能的TiO2纳米束，最终形成具有p-n结结构的复合光电催化电极。相比于掺硼金刚石薄膜裸电极，该复合光电催化电极增加TiO2纳米束修饰形成了p-n结结构，使得光电转换效率增加，废水中有机染料的降解时间有效缩短；相比于TiO2纳米薄膜修饰，该电极具有更多的活性位点，能增大电极与染料的接触面积，提高降解效率。

　　主权利要求：1.TiO2纳米束/掺硼金刚石薄膜复合光电催化电极，其特征在于：该电极为p-n结结构，在硅衬底上化学气相沉积有掺硼金刚石薄膜，在薄膜表面水热法沉积有TiO2纳米束。
　　2.如权利要求1所述复合光电催化电极的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：1)以硅衬底为基片，乙硼烷为硼源，在甲烷、氢气气氛中化学气相沉积得到掺硼金刚石薄膜；2)将沉积有掺硼金刚石薄膜的基片置于反应液中，在薄膜表面水热法沉积TiO2纳米束；所述反应液为钛酸丁酯、浓盐酸与水的混合液。
　　3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中硅衬底在使用前先置于含有金刚石粉末的悬浊液中超声处理0.5～1.5h。
　　4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中甲烷、氢气、乙硼烷/氢气混合气三者的流量比40～50sccm:1050～1250sccm:20～200sccm，乙硼烷/氢气混合气中乙硼烷在氢气中的浓度为100～500ppm。
　　5.根据权利要求2或4所述的制备方法，其特征在于：步骤1)中化学气相沉积的工艺参数为：微波功率10～18Kw，硅衬底温度800～900℃，反应气压110～130mbar，时间1.5～6h。
　　6.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中钛酸丁酯、浓盐酸、水的体积比为0.5～1:15～30:15～30。
　　7.根据权利要求2或6所述的制备方法，其特征在于：步骤2)中水热法沉积的工艺参数为：温度150～170℃，反应时间15～20h。
　　8.如权利要求1所述TiO2纳米束/掺硼金刚石薄膜复合光电催化电极在有机废水处理中的应用。