0.lmol/L抗坏血酸(燃料及葡萄糖的催化剂)，阴极池中加入0.5mol/L硫酸溶液，两池之间用饱和氯化钾盐桥相连接；在0.18mff.cm_2可见光照射下构建形成光催化燃料电池。
[0036]实施例2抗坏血酸促进葡萄糖光催化氧化作用
[0037]阐明实施例1构建的光催化燃料电池中硫化镉/ITO电极对抗坏血酸及抗坏血酸促进葡萄糖的光催化作用，具体操作步骤如下:
[0038](I)往阳极池分别装入以下4种溶液供阐明硫化镉/ITO电极对抗坏血酸及抗坏血酸促进葡萄糖的光催化作用。I为0.5mol/L硫酸钠溶液(空白)，2为0.5mol/L硫酸钠溶液和0.lmol/L葡萄糖，3为0.5mol/L硫酸钠溶液和0.lmol/L抗坏血酸，4为0.5mol/L硫酸钠溶液、0.lmol/L抗坏血酸和0.lmol/L葡萄糖。
[0039](2)利用电化学工作站分别测量光催化燃料电池在400s内的开路电位，通过比较抗坏血酸和葡萄糖对开路电位的影响，结果如图1所示；
[0040](3)在光催化燃料电池的阳极和阴极间连接一个电阻箱和伏特计，测量计算在400s内可见光照射下光电流随时间的变化曲线，通过比较抗坏血酸和葡萄糖对光电流的影响，结果如图2所示；
[0041]曲线I显示的开路电位为-0.478V，光电流为10.9μΑ.cnT2;加入葡萄糖后，曲线2显示的开路电位为-0.484V，光电流为11.4 μΑ.cm_2，开路电位与光电流几乎不变，说明单独存在的葡萄糖难以在硫化镉/ITO电极发生光催化氧化；加入抗坏血酸后，曲线3显示的开路电位为-0.543V，光电流为19.5μΑ.cm_2，相比于曲线1，开路电位负移了 65mV，光电流提高了 78.90%，说明抗坏血酸能在硫化镉/ITO电极发生光催化氧化，可以作为燃料使用；当葡萄糖和抗坏血酸同时存在时，曲线4显示的开路电位为-0.611V，光电流为26.7μΑ.αιΓ2，相比于曲线1，开路电位负移了 133mV，光电流增加了 15.8 μ A.cm_2，提高了144.9%,说明抗坏血酸不仅能作为燃料，而且能促进葡萄糖光催化氧化，且催化效果显著。
[0042]实施例3光催化燃料电池性能
[0043]对实施例1构建的光催化燃料电池性能的测试，具体操作步骤如下:
[0044]调节连接在光催化燃料电池的阳极和阴极间电阻箱的电阻值，测量计算光催化燃料电池的功率密度和电流密度随电压的变化曲线，结果如图3所示。在0.18mff.cm—2可见光照射下，实施例1构建的光催化燃料电池的短路光电流密度为40 μΑ.cm_2，在0.40V下的最大功率密度为10.1 yW.αιΓ2，光电转化效率达5.6%，表明所构建的光催化燃料电池具有较好的电池性能，能同时实现可见光能和化学能向电能的转化。
[0045]实施例4抗坏血酸促进葡萄糖光电催化氧化制氢
[0046]基于实施例1构建的光催化燃料电池，利用抗坏血酸促进葡萄糖光电催化氧化制氢测试的具体操作步骤如下:
[0047]用计时库仑法测量光电化学燃料电池分别在0.5,1.0,1.5,2.0,2.5,3.0,3.5、
4.0V外加偏压下600s内的氢析出量，结果如图4所示。在不含燃料的电解质溶液中，析氢偏压为1.5V，加入抗坏血酸和葡萄糖后，析氢偏压降低至0.4V，这表明所构建的光催化燃料电池能大大降低析氢电压，大大减少电能的消耗，降低制氢成本，更能减少副反应的发生，提尚电能的利用率。
[0048]上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
【主权项】
1.一种利用抗坏血酸促进葡萄糖光电催化氧化制氢的方法，其特征在于包括以下步骤: (1)通过电沉积技术在氧化铟锡导电玻璃上沉积一层纳米硫化镉薄膜，然后恒温干燥得到硫化镉/ITO电极； (2)以制得的硫化镉/ITO电极作阳极、泡沫镍电极作阴极、银-氯化银电极作参比电极，分别与电化学工作站的3个电极接头连接，并在阴极外套加一个含有与电解液相通小孔和刻度的塑料管作为测量产生氢气体积的装置；在阳极池中加入硫酸钠溶液作为支持电解质溶液、加入葡萄糖作为燃料、加入抗坏血酸作为燃料的催化剂，在阴极池中加入硫酸溶液，阳极池和阴极池之间用盐桥或离子隔膜相连接；在可见光照射下构建形成光催化燃料电池； (3)用恒电位法或恒电流法以串联方式外加偏压至光催化燃料电池上，测量阴极的氢析出量。
2.根据权利要求1所述的一种利用抗坏血酸促进葡萄糖光电催化氧化制氢的方法，其特征在于:步骤(I)所述恒温干燥是在35?45°C条件下进行恒温干燥。
3.根据权利要求1所述的一种利用抗坏血酸促进葡萄糖光电催化氧化制氢的方法，其特征在于:步骤(2)所述阳极的尺寸为0.05?5cm2。
4.根据权利要求1所述的一种利用抗坏血酸促进葡萄糖光电催化氧化制氢的方法，其特征在于:步骤(2)所述阴极的尺寸为0.05?5cm2。
5.根据权利要求1所述的一种利用抗坏血酸促进葡萄糖光电催化氧化制氢的方法，其特征在于:步骤(2)所述硫酸钠溶液的浓度为0.5mol/L ;所述葡萄糖在电解质溶液中的浓度为0.001?0.4mol/L ;所述抗坏血酸在电解质溶液中的浓度为0.001?0.4mol/L ;所述硫酸溶液的浓度为0.5mol/Lo
6.根据权利要求1所述的一种利用抗坏血酸促进葡萄糖光电催化氧化制氢的方法，其特征在于:步骤(2)所述葡萄糖溶液的浓度为0.lmol/L ;所述抗坏血酸的浓度为0.1mol/L0
7.根据权利要求1所述的一种利用抗坏血酸促进葡萄糖光电催化氧化制氢的方法，其特征在于:步骤(2)所述光催化燃料电池中含葡萄糖和抗坏血酸的电解液添加量为2?10mL0
8.根据权利要求1所述的一种利用抗坏血酸促进葡萄糖光电催化氧化制氢的方法，其特征在于:步骤(2)所述盐桥是饱和氯化钾。
9.根据权利要求1所述的一种利用抗坏血酸促进葡萄糖光电催化氧化制氢的方法，其特征在于:步骤(2)所述可见光照射的强度为0.1Smff.cm_2。
10.根据权利要求1所述的一种利用抗坏血酸促进葡萄糖光电催化氧化制氢的方法，其特征在于:步骤(3)所述外加偏压为0.3?4.0V。
【专利摘要】本发明基于光电化学催化制氢领域，公开了一种利用抗坏血酸促进葡萄糖光电催化氧化制氢的方法。本发明以纳米硫化镉修饰电极作光阳极，利用抗坏血酸抗氧化剂促进葡萄糖的光电催化氧化，构建了一种可见光电转化效率达5.6％的光催化燃料电池，并用于促进泡沫镍阴极上氢气的析出。该方法具有成本低、操作简便、利用生物体内物质作燃料、大大降低了析氢过电压等优势。
【IPC分类】C25B11-06, C25B1-02, C25B9-04
【公开号】CN104789984
【申请号】CN201510119623
【发明人】梁兴辉, 刘俊辰, 李红
【申请人】华南师范大学
【公开日】2015年7月22日
【申请日】2015年3月18日