1.一种三维ZnO/CuO纳米异质分级结构光电极,其特征在于:该对电极是在片状导电基底的一面通过水热法制备一层氧化锌纳米棒阵列,然后再通过水热法在氧化锌纳米棒的表面生长树枝状氧化铜纳米棒的分级结构。
2.根据权利要求 1 所述的一种三维ZnO/CuO纳米异质分级结构光电极,其特征在于:所述的氧化锌纳米棒阵列的长度为400 nm、直径为30-50nm、氧化锌纳米棒的数量密度为3-
6×102个/μm 2。
3.根据权利要求 1 所述的一种三维ZnO/CuO纳米异质分级结构光电极,其特征在于:所述的氧化铜纳米棒长度为50-200 nm、直径为20-40nm。
4.一种如权利要求 1 所述的三维ZnO/CuO纳米异质分级结构光电极的制备方法,其特征在于步骤包括:(1)氧化锌致密籽晶层前驱液的制备:将0.3-0.4克乙酸锌溶解于1.8-2.2克水中,搅拌溶解后加入7-9毫升无水乙醇和180-220微升冰乙酸,在室温下搅拌得到无色澄清透明溶液;
(2)在导电基底的导电层上制备一层氧化锌致密籽晶层薄膜:将步骤(1)中所得的氧化锌致密籽晶层前驱液以1500-3000rpm/min转速旋涂于洁净的导电基底的导电层上,旋涂时间为40-80s, 此过程重复2-6次,之后将经处理的导电基底放入马弗炉中于300-400℃下煅烧 30-90分钟得到涂布在导电基底的导电层上的氧化锌致密籽晶层薄膜;
(3)通过水热法在涂有氧化锌致密籽晶层薄膜的导电基底的氧化铜致密籽晶层薄膜上生长一层氧化锌纳米棒阵列:将经过步骤(2)处理的导电基底置于锌盐和碱源摩尔比为1:1组成的水溶液中,密封后利用加热装置于80-100 ℃反应 2-4小时,得到氧化锌纳米棒阵列;
(4)氧化铜致密籽晶层前驱液的制备:配置0.5-2mmol/L的醋酸铜乙醇溶液,在室温下搅拌直至得到无色澄清的氧化锌致密籽晶层前驱液;
(5)在氧化锌阵列上制备一层氧化铜致密籽晶层薄膜:将步骤(4)中所得的氧化铜致密籽晶层前驱液以 1500-3000 rpm/min转速旋涂于氧化锌纳米阵列上,然后将经处理的氧化锌纳米阵列基底置于加热装置上 50-120 ℃退火30-120 秒,此过程重复2-6次,之后将经处理的导电基底放入马弗炉中于 200-300℃下煅烧 30-90分钟得到覆盖在氧化锌纳米阵列上的氧化铜致密籽晶层薄膜;
(6)通过水热法在涂有氧化铜致密籽晶层薄膜的氧化锌纳米棒阵列表面生长树枝状氧化铜纳米棒分级结构:将经过步骤(5)处理的导电基底置于铜盐和碱源摩尔比为1:1组成的水溶液中,密封后利用加热装置于80-100 ℃反应 1.5-4小时,得到三维ZnO/CuO纳米异质分级结构光电极。
5.根据权利要求 4 所述的一种三维ZnO/CuO纳米异质分级结构光电极的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述的锌盐选自硝酸锌、硫酸锌、氯化锌中的一种。
6.根据权利要求 4 所述的一种三维ZnO/CuO纳米异质分级结构光电极的制备方法,其特征在于:步骤(3)和(6)所述的盐和碱源的摩尔浓度是 0.15-0.35 mol/L。
7.根据权利要求 6 所述的一种三维ZnO/CuO纳米异质分级结构光电极的制备方法,其特征在于:步骤(3)和(6)所述的盐和碱源的摩尔浓度是 0.25 mol/L。
8.根据权利要求 4 所述的一种三维ZnO/CuO纳米异质分级结构光电极的制备方法,其特征在于:步骤(3)和(6)所述的碱源选自六亚甲基四胺或氨水中的一种。
9.根据权利要求 4 所述的一种三维ZnO/CuO纳米异质分级结构光电极的制备方法,其特征在于:步骤(3)和(6)所述的加热装置采用烘箱、水浴加热锅或干燥箱中的一种。
10.根据权利要求 4 所述的一种三维ZnO/CuO纳米异质分级结构光电极的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)ZnO致密籽晶层前驱液的制备:将0.327克醋酸锌溶解于2克水中,搅拌溶解后加入
10毫升无水乙醇和200微升冰乙酸,在室温下搅拌得到无色澄清透明溶液;
(2)在导电基底的导电层上制备一层ZnO致密籽晶层薄膜:将步骤(1)中所得的ZnO致密籽晶层前驱液以2000rpm/min转速旋涂于洁净的导电基底的导电层上,旋涂60s, 此过程重复2-6次,之后将经处理的导电基底放入马弗炉中于300-400℃下煅烧 60分钟得到覆盖在导电基底的导电层上的ZnO致密籽晶层薄膜;
(3)通过水热法在涂有ZnO致密籽晶层薄膜的导电基底的CuO致密籽晶层薄膜上生长一层ZnO纳米棒阵列:将经过步骤(2)处理的导电基底置于锌盐和碱源摩尔比为1:1组成的水溶液中,密封后利用加热装置于90 ℃反应 2小时,得到ZnO纳米棒阵列;
(4)CuO致密籽晶层前驱液的制备:配置1mmol/L的醋酸铜乙醇溶液,在室温下搅拌直至得到蓝色澄清的CuO致密籽晶层前驱液;
(5)在ZnO阵列上制备一层CuO致密籽晶层薄膜:将步骤(4)中所得的CuO致密籽晶层前驱液以2000 rpm/min转速旋涂于ZnO阵列上,然后将经处理的ZnO阵列基底置于加热装置上
100 ℃退火 60 秒,此过程重复4次,之后将经处理的导电基底放入马弗炉中于 250℃下煅烧 60分钟得到覆盖在ZnO阵列基底上的CuO致密籽晶层薄膜;
(6)通过水热法在涂有CuO致密籽晶层薄膜的ZnO阵列上生长一层CuO纳米棒:将经过步骤(5)处理的导电基底置于铜盐和碱源摩尔比为1:1组成的水溶液中,密封后利用加热装置于90℃反应1.5-4小时,得到三维ZnO/CuO纳米异质分级结构光电极。