含有g-C3N4和金属掺杂的BiVO4的电极及其在光电催化中的应用的制作方法

本发明涉及光电技术领域，具体地，涉及含有g-c3n4和金属掺杂的bivo4的复合电极、其制备方法及其在光电催化中的应用。

背景技术：

化石燃料过度消耗导致不可再生能源严重紧缺，环境污染问题日益严重，给人类生存、发展带来了极大挑战。因此，寻求可再生的清洁能源，缓解能源危机迫在眉睫。

目前，利用光电催化体系进行产氢得到了广泛研究，而在水分解产氢过程中，产氧半反应比较难进行，限制了水分解产氢的进行。因而，为了提高水分解产氢的效率，需要解决水氧化半反应效率低的问题，从而找到合适的光阳极材料是解决这个问题的重点。在众多光电阳极材料中，bivo4具有合适的带隙宽度(eg＝2.4ev)，具有可见光催化活性。但其较为缓慢的电子迁移率及较快的电子-空穴复合率导致bivo4的实际光电流与其理论最大光电流(7.6ma/cm²)相差较远，极大地限制了其进一步应用。因而，bivo4要成为理想的光电阳极材料还需要进一步改性。

技术实现要素：

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种光电流密度较高、稳定性较佳的复合电极。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种复合电极。根据本发明的实施例，该复合电极包括：导电基体；活性材料层，所述活性材料层形成在所述导电基体的至少一部分表面上，且所述活性材料包括掺杂有金属元素的钒酸铋，所述金属元素的价态高于所述钒酸铋中钒元素的价态；助剂层，所述助剂层形成在活性材料层远离所述导电基体的表面上，且形成所述助剂层的材料包括氮化碳。发明人发现，钒酸铋在光照作用下会产生光生电子和空穴，且由于金属元素价态较高，作为电子供体，使得载流子密度增加，电子流动速度变快，从而使得光生电子和空穴分离，且氮化碳与活性材料的能带匹配，使得电子比较容易从活性材料转移至氮化碳中，进一步提高光生电子和空穴的分离效率，进而将该复合电极用作光阳极时复合电极中会产生较强的电流，电流密度较大，显著提高光电水分解中水氧化半反应的反应效率；该复合电极的结构比较稳定，化学性质也比较稳定，可以重复利用。

根据本发明的实施例，基于所述活性材料层的总质量，所述金属元素的掺杂量为0.2-1wt％。

根据本发明的实施例，基于所述活性材料层的总质量，所述金属元素的掺杂量为0.6wt％。

根据本发明的实施例，所述金属元素包括钼。

根据本发明的实施例，基于所述活性材料层和所述助剂层的总质量，所述助剂层的含量为0.5-5wt％。

根据本发明的实施例，基于所述活性材料层和所述助剂层的总质量，所述助剂层的含量为3wt％。

根据本发明的实施例，所述氮化碳为单层氮化碳。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种制备前面所述的复合电极的方法。根据本发明的实施例，该方法包括：在导电基体的至少部分表面上形成活性材料层；在所述活性材料层远离所述导电基体的表面上形成助剂层。发明人发现，该方法操作简单，方便，易于实现，且可以获得具备前面所述的特征和优点的复合电极。

根据本发明的实施例，所述在导电基体的至少部分表面上形成活性材料层包括：在所述导电基体的至少一部分表面上形成碘氧化铋；将乙酰丙酮氧钒溶于第一溶剂中，得到第一混合液；将所述第一混合液涂覆在所述碘氧化铋的表面上之后进行干燥、第一焙烧处理，得到基体层；将钼盐溶于水中，得到第二混合液；将所述第二混合液涂覆在所述基体层的表面上之后进行干燥、第二焙烧处理。

根据本发明的实施例，所述钼盐为钼酸铵、钼酸钠中的至少之一。

根据本发明的实施例，所述第一焙烧的温度为350-500℃，第一焙烧的时间为2-5h。

根据本发明的实施例，所述第二焙烧的温度为350-5000℃，第一焙烧的时间为1-3h。

根据本发明的实施例，在所述活性材料层远离所述导电基体的表面上形成所述助剂层包括：对尿素进行第三焙烧处理，得到氮化碳；将所述氮化碳分散于第二溶剂中，得到分散液；将所述分散液涂覆在所述活性材料层远离所述导电基体的表面上之后在惰性气氛条件下进行第四焙烧。

根据本发明的实施例，所述第三焙烧的温度为300-550℃，时间为1-6h。

根据本发明的实施例，所述第四焙烧的温度为300-400℃，时间为1-3h。

根据本发明的实施例，将所述氮化碳分散于所述第二溶剂中包括：将所述氮化碳放入所述第二溶剂中之后进行超声、静置处理。

根据本发明的实施例，所述超声的时间为10-24h。

根据本发明的实施例，所述静置的时间为2-5h。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种前面所述的复合电极在光电催化中的用途。发明人发现，该复合电极的光电催化效果好，光电流高，光稳定性强。

本发明至少可以取得以下技术效果：

1、本发明采用电化学沉积、滴涂及多次焙烧的方法制备了含有钼掺杂的钒酸铋(标记为mo:bivo4)和氮化碳(g-c3n4)的复合电极，mo:bivo4的形貌为小球状结构，g-c3n4包覆在mo:bivo4的表面。

2、复合电极的制备方法简单，原料来源丰富、成本较低，适宜工业化生产。

3、本发明制备的复合电极相对于可逆氢电极(vs.rhe)在电压1.23v时，其光电响应电流密度在2.1ma/cm²以上，最高可达2.7ma/cm²，相比于活性材料层中只含有bivo4复合电极的电流密度的2～3倍，稳定时间在1500s以上。

附图说明

图1是本发明一个实施例中的制备复合电极的方法流程示意图。

图2是本发明一个实施例中的在导电基体的部分表面上形成活性材料层的方法流程示意图。

图3是本发明一个实施例中的在活性材料层远离导电基体的表面上形成助剂层的方法流程示意图。

图4是实施例1中的复合电极的sem图。

图5是不同复合电极的x射线衍射(xrd)图。

图6是对比例1中的复合电极的sem图。

图7是对比例1中的复合电极的断面sem图。

图8是对比例2中的复合电极的sem图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例。下面描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。实施例中未注明具体技术或条件的，按照本领域内的文献所描述的技术或条件或者按照产品说明书进行。所用试剂或仪器未注明生产厂商者，均为可以通过市购获得的常规产品。

在本发明的一个方面，本发明提供了一种复合电极。根据本发明的实施例，该复合电极包括：导电基体；活性材料层，所述活性材料层形成在所述导电基体的至少一部分表面上，且所述活性材料包括掺杂有金属元素的钒酸铋，所述金属元素的价态高于所述钒酸铋中钒元素的价态；助剂层，所述助剂层形成在活性材料层远离所述导电基体的表面上，且形成所述助剂层的材料包括氮化碳。发明人发现，钒酸铋在光照作用下会产生光生电子和空穴，且由于金属元素价态较高，作为电子供体，使得载流子密度增加，电子流动速度变快，从而使得光生电子和空穴分离，且氮化碳与活性材料的能带匹配，使得电子比较容易从活性材料转移至氮化碳中，进一步提高光生电子和空穴的分离效率，光电响应电流密度高，进而将该复合电极用作光阳极时复合电极中会产生较强的电流，电流密度较大，显著提高光电水分解中水氧化半反应的反应效率；该复合电极的结构比较稳定，化学性质也比较稳定，可以重复利用。

根据本发明的实施例，基于所述活性材料的总质量，所述金属元素的掺杂量为0.2-1wt％(例如0.2wt％、0.4wt％、0.6wt％、0.8wt％、1wt％等)。由此，上述含量的金属元素对钒酸铋的改性效果优异，使得钒酸铋的载流子密度增加，电子流动速度变快，提高电子和空穴的分离的效果显著，使得复合电极的光电响应电流密度显著提高。相对于上述掺杂量，当金属元素的掺杂量过少时则提高载流子密度的效果不明显，当金属元素的掺杂量过多时则可能会有该金属的氧化物形成，掺杂效果不好，还有可能会导致缺陷含量过多，造成材料不稳定。在本发明的一些优选实施例中，基于所述活性材料的总质量，所述金属元素的掺杂量为0.6wt％。由此，活性材料中光生电子和空穴的分离效果更佳，光电响应电流密度更高。

在本发明的一些实施例中，所述金属元素包括钼。由此，钼掺杂进入钒酸铋之后，钼的价态较高，替代晶格中低价态钒的位置，使得载流子密度增加，流动速度变快，提高钒酸铋的电荷分离效率，提高复合电极的光电催化性能。

根据本发明的实施例，钼掺杂的钒酸铋与氮化碳之间的带隙结构匹配，二者可以构成“二”型异质结，该“二”型异质结的构建有利于电子从氮化碳转移至活性材料层，空穴从活性材料层转移至氮化碳，进而可以有效提高活性材料中光生电子和空穴的分离效率，将复合电极用作光阳极时，电极中的光电流高。

根据本发明的实施例，为了使得活性材料与氮化碳之前的相互作用更有效，所述氮化碳为单层氮化碳。由此，由于氮化碳很薄，几乎不会影响钒酸铋对光的吸收，从而使得复合电极的光电响应电流密度较高。若氮化碳层数较多，则由于氮化碳过厚，覆盖在钒酸铋表面会影响钒酸铋对光的吸收，使得复合电极的光电催化性能相对较低。

根据本发明的实施例，基于所述活性材料层和所述助剂层的总质量，所述助剂层的含量为0.5-5wt％(例如0.5wt％、0.6wt％、0.8wt％、1wt％、2wt％、3wt％、4wt％、5wt％等)。由此，将活性材料中的光生电子转移至助剂中的效果更佳，显著提高光生电子和空穴的分离效率，复合电极的光电响应电流密度更高，将该复合电极应用于光电催化系统中的阳极时复合电极中的电流密度更高，提高光电水分解中水氧化半反应的反应效率的效果显著，从而实现制备清洁能源的目的。相对于上述含量范围，当助剂的含量过低时，则改善复合电极的光电响应电流密度的效果相对不佳，当助剂的含量过高时，则会在钒酸铋表面堆积过多，影响钒酸铋对光的吸收，降低复合电极的光电催化性能。在本发明的一些优选实施例中，基于所述活性材料层和所述助剂层的总质量，所述助剂层的含量为3wt％。由此，活性材料中光生电子和空穴的分离效率更高，复合电极的光电响应电流密度更高，将该复合电极应用于光电催化系统中的阳极时复合电极中的电流密度更高，提高光电水分解中水氧化半反应的反应效率的效果更显著。

根据本发明的实施例，形成导电基体的材料可以包括fto导电玻璃等。由此，材料来源广泛，价格较低，导电性能佳，传输活性材料层中的光生电子以及助剂层传递的电子的效果良好，适用于光电催化系统中的光阳极。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种制备前面所述的复合电极的方法。根据本发明的实施例，参照图1，该方法包括：

s100：在导电基体的至少部分表面上形成活性材料层。

根据本发明的实施例，导电基体与活性材料层与前面的描述一致，在此不再过多赘述。

根据本发明的实施例，参照图2，所述在导电基体的至少部分表面上形成活性材料层包括：

s110：在所述导电基体的至少一部分表面上形成碘氧化铋。

根据本发明的实施例，在所述导电基体的至少一部分表面上形成碘氧化铋可以包括以下步骤：

(1)将碘盐溶于去离子水中，用酸调节ph值至1.2～2.0，加入铋盐，强力搅拌使其溶解得到铋盐溶液；

(2)将对苯醌溶于无水乙醇中，加入步骤(1)所得的铋盐溶液，搅拌混合20-40min后，得到混合溶液；

(3)将步骤(2)的混合液倒入电解池中，利用三电极体系在fto导电玻璃的表面沉积得到碘氧化铋，其中工作电极为fto导电玻璃，对电极为铂电极，参比电极为ag/agcl电极，设置电压为-0.3v～0v，扫描速率为0.005～0.015v/min，时间为3～10min，以便在fto导电玻璃上得到电化学沉积的bioi。

根据本发明的实施例，碘盐为碘化钾或碘化钠，所述的铋盐为硝酸铋、硫酸铋或氯化铋之一。由此，材料来源广泛，价格较低，适于工业化生产。

s120：将乙酰丙酮氧钒溶于第一溶剂中，得到第一混合液。

根据本发明的实施例，第一溶剂可以为二甲基亚砜，由此，材料来源广泛，价格较低，适于工业化生产。

s130：将所述第一混合液涂覆在所述碘氧化铋的表面上之后进行干燥、第一焙烧处理，得到基体层。

根据本发明的实施例，上述涂覆方式包括但不限于滴涂等，由此，操作简单、方便，易于实现。

根据本发明的实施例，所述第一焙烧的温度为350-500℃(例如350℃、400℃、450℃、500℃等)，第一焙烧的时间为2-5h(例如2h、3h、4h、5h等)。由此，第一焙烧之后可以获得钒酸铋。

s140：将钼盐溶于水中，得到第二混合液。

根据本发明的实施例，所述钼盐为钼酸铵、钼酸钠中的至少之一。由此，材料来源广泛，价格较低。

s150：将所述第二混合液涂覆在所述基体层的表面上之后进行干燥、第二焙烧处理。

根据本发明的实施例，上述涂覆方式包括但不限于滴涂等，由此，操作简单、方便，易于实现。

根据本发明的实施例，上述干燥处理的温度为60-80℃，时间不少于8h，由此，操作简单、方便，易于实现，干燥效果好。

根据本发明的实施例，所述第二焙烧的温度为350-500℃(例如350℃、400℃、450℃、500℃等)，第一焙烧的时间为1-3h。由此，第二焙烧之后可以获得钼掺杂的钒酸铋，掺杂效果良好。

s200：在所述活性材料层远离所述导电基体的表面上形成助剂层。

根据本发明的实施例，参照图3，在所述活性材料层远离所述导电基体的表面上形成所述助剂层包括：

s210：对尿素进行第三焙烧处理，得到氮化碳。

根据本发明的实施例，所述第三焙烧的温度为300-550℃，时间为1-6h。由此，在第三焙烧之后可以获得氮化碳，操作简单、方便，使用材料价格低，有利于大规模生产。

s220：将所述氮化碳分散于第二溶剂中，得到分散液。

根据本发明的实施例，第二溶剂可以包括但不限于乙二醇，材料来源广泛，价格低，分散氮化碳的效果好。

根据本发明的实施例，将所述氮化碳分散于所述第二溶剂中包括：将所述氮化碳放入所述第二溶剂中之后进行超声、静置处理。由此，操作简单、方便，易于实现，可以将氮化碳均匀的分散在第二溶剂中，进而有利于氮化碳均匀的形成在活性材料层的表面上，有利于提高复合电极的光电流。

根据本发明的实施例，所述超声的时间为10-24h。由此，可以将氮化碳均匀的分散在第二溶剂中。当超声时间过短时，则氮化碳的分散效果不佳；当超声时间过长时，则浪费能源。

根据本发明的实施例，所述静置的时间为2-5h。由此，静置后获得的上清液中几乎不含剥离不充分的氮化碳，利于提高复合电极的使用性能。当静置时间过短时，则上清液中会含有相对较多的含剥离不充分的氮化碳，相对不利于提高复合电极的使用性能，当静置时间过长时，则延长制备时间。

s230：将所述分散液涂覆在所述活性材料层远离所述导电基体的表面上之后在惰性气氛条件下进行第四焙烧。

根据本发明的实施例，上述涂覆方式包括但不限于滴涂等，由此，操作简单、方便，易于实现。根据本发明的实施例，上述惰性气氛包括氮气气氛、氩气气氛等。

根据本发明的实施例，所述第四焙烧的温度为300-400℃(例如300℃、350℃、400℃等)，时间为1-3h。由此，第四焙烧之后可以将氮化碳牢固的形成在活性材料层的表面上，使得活性材料层与助剂层的结构较为紧密，更有利于提高活性材料中的光生电子和空穴的分离效率。

在本发明的一些具体实施例中，制备复合电极的步骤可以如下：

(1)将碘盐溶于水中，用酸调节ph值至1.2～2.0，加入铋盐(硝酸铋、硫酸铋或氯化铋)，使其溶解得到铋盐溶液；

(2)将对苯醌溶于无水乙醇中，加入步骤(1)的铋盐溶液，混合20～40min后得到混合溶液；

(3)将步骤(2)的混合液放入电解池中，连接三电极体系，其中工作电极初始为fto导电玻璃，对电极为铂电极，参比电极为银/氯化银电极，设置电压为0～-0.3v，扫描速率为5～15mv/min，时间为2～10min后，fto导电玻璃上得到一层电化学沉积的bioi；

(4)将乙酰丙酮氧钒溶于二甲基亚飒中，然后滴在步骤(3)得到的电化学沉积的bioi表面上，然后在450℃下锻烧2～5h；

(5)用碱溶液洗去橙黄色v2o5，即得到基体层；

(6)将钼盐(钼酸铵或钼酸钠)溶于水中；

(7)将步骤(6)的溶液取50～300μl滴于步骤(5)得到的bivo4光电电极上，60～80℃下干燥至少8h后在450℃下锻烧1～3h，获得含有钼掺杂的钒酸铋(mo:bivo4)的活性材料层；

(8)称取尿素，在空气氛围下于300～550℃下煅烧1～6h，得到g-c3n4粉末；

(9)将g-c3n4粉末分散于乙二醇溶液中，超声分散10～24h后，静置2～5h，取100～300μl滴于步骤(7)得到的活性材料层远离fto导电玻璃的表面，在60～80℃下干燥8～12h后在350℃下锻烧1～3h，即得到复合电极。

根据本发明的实施例，上述制备复合电极的方法操作简单，方便，易于实现，且可以获得具备前面所述的特征和优点的复合电极。

在本发明的另一方面，本发明提供了一种前面所述的复合电极在光电催化中的用途。发明人发现，该复合电极的光电催化效果好，光电流高，光稳定性强。

下面详细描述本申请的实施例。

实施例

复合光阳极的光电化学性能由chi660e电化学工作站测试，使用三电极体系，其中制备的电极作为工作电极，pt丝作为对电极，饱和ag/agcl作为参比电极。光源是配备有am1.5g过滤器的300w氙灯(100mw/cm²，pls-sxe300uv，beijingtrusttech.co。ltd)。所有测试均在0.5mna2so4溶液(ph＝6.8)中进行，测试的扫描速率为10mv/s。

实施例1

1、在导电基体的表面上制备活性材料层

将3.12g碘盐溶于50ml超纯水中，用浓盐酸将ph调到1.2，搅拌后加入0.9702gbi(no3)2·5h2o充分溶解；称取0.4968g对苯醌溶于20ml无水乙醇中，溶解后将上述两种溶液混合剧烈搅拌30min；利用丙酮、无水乙醇和水洗fto导电玻璃，置于空气中晾干，连接好三电极体系，其中工作电极为fto导电玻璃，对电极为铂电极，参比电极为银/氯化银电极，设置电化学沉积参数电压为-0.1v，扫描速率10mv/min，扫描时间160s，得到电化学沉积的bioi；将乙酰丙酮氧钒溶于二甲基亚砜中，然后滴在得到的bioi上，真空干燥4h,然后在450℃下煅烧2h；用1m(mol/l)的naoh溶液洗去橙黄色v2o5，即得到含有bivo4的基体层。

将0.0196g钼盐溶于50ml超纯水中，配成溶液，取200μl上述溶液滴于基体层的表面上，60℃干燥后于450℃下煅烧2h，用1m的naoh溶液洗去过量的moo3，即在fto导电玻璃的表面上得到含有mo:bivo4的活性材料层。

2、在活性材料层远离基底的表面上制备助剂层

30g尿素于气氛炉中，通氮气1h常温保温置换空气，以2℃/min升温到550℃，保温2h，待温度降到室温，取出粉末，研磨，即得到g-c3n4。取0.1g上述g-c3n4分散于10ml乙二醇溶液中，常温搅拌2h，超声分散10h，得到g-c3n4的均匀分散液(分散液的浓度为10mg/ml)，取200μl分散液，滴于活性材料层表面，干燥后于350℃下煅烧2h，即得到复合电极(标记为mo:bivo4/g-c3n4)，本实施例中获得的复合电极的扫描电镜图(sem图)可参照图4，x射线衍射图可参照图5。

实施例2

实施例2中制备复合电极的方法同实施例1，不同之处在于：分散液的浓度为5mg/ml。

实施例3

实施例2中制备复合电极的方法同实施例1，不同之处在于：分散液的浓度为实施例1中分散液浓度的1/6。

实施例4

实施例2中制备复合电极的方法同实施例1，不同之处在于：分散液的浓度为1mg/ml。

实施例5

实施例5中制备复合电极的方法同实施例1，不同之处在于：基于活性材料层和助剂层的总质量，助剂层的含量为0.1wt％。

本实施例的复合电极在电压为1.23v(vs.rhe)处的光电流密度较高，在电压为1.1v(vs.rhe)处的稳定时间较长，但是效果不如实施例1-4。

实施例6

实施例6中制备复合电极的方法同实施例1，不同之处在于：基于活性材料层和助剂层的总质量，助剂层的含量为10wt％。

本实施例的复合电极在电压为1.23v(vs.rhe)处的光电流密度较高，在电压为1.1v(vs.rhe)处的稳定时间较长，但是效果不如实施例1-4。

对比例1

本对比例中，复合电极中只含有活性材料层，且制备复合电极的步骤为：

将3.12g碘盐溶于50ml超纯水中，用浓盐酸将ph调到1.2，搅拌后加入0.9702gbi(no3)2·5h2o充分溶解；称取0.4968g对苯醌溶于20ml无水乙醇中，溶解后将上述两种溶液混合剧烈搅拌30min；利用丙酮、无水乙醇和水洗fto导电玻璃，置于空气中晾干，连接好三电极体系，其中工作电极为fto导电玻璃，对电极为铂电极，参比电极为银/氯化银电极，设置电化学沉积参数电压为-0.1v，扫描速率10mv/min，扫描时间160s，得到电化学沉积的bioi；将乙酰丙酮氧钒溶于二甲基亚砜中，然后滴在得到的bioi上，真空干燥4h,然后在450℃下煅烧2h；用1m(mol/l)的naoh溶液洗去橙黄色v2o5，即得到复合材料(标记为bivo4)，复合电极的扫描电镜(sem)图参见图6和图7。

对比例2

本对比例中，复合电极中只含有活性材料层，且活性材料层的制备方法同实施例1，获得的复合电极标记为mo:bivo4，扫描电镜(sem)图参见图8，x射线衍射图可参照图5。

对比例3

本对比例中，复合电极的制备方法同实施例1，不同之处在于：活性材料层只含有钒酸铋。

实施例1-6以及对比例1-2中的性能测试结果见表1。

表1

从图6和图7可以看出bivo4颗粒呈小球状；从图8中可以看出mo掺杂没有引起形貌的变化；从图4可以看出g-c3n4覆在mo:bivo4颗粒上；从图5可以看出，因mo的掺杂量及g-c3n4的复合量均很少，故xrd的出峰并没有发生变化，但复合g-c3n4后样品峰强变弱，证明复合电极中确实存在g-c3n4。

从以上数据可以看出，本申请中的复合电极在在1.23v(vs.rhe)时的光电流可达只含有bivo4的电极的2.7倍。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征“上”或“下”可以是第一和第二特征直接接触，或第一和第二特征通过中间媒介间接接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”可是第一特征在第二特征正上方或斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”可以是第一特征在第二特征正下方或斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。