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本发明公开了IrO2纳米颗粒自组装修饰的金属氧化物电极、制备方法及应用，属于电极修饰领域。本发明的制备方法，方法简便，耗时短，能够保证IrO2纳米颗粒在金属氧化物电极表面的单层吸附。本发明利用4,4’‑联吡啶结构中一个吡啶氮与金属氧化物电极表面的高价金属离子形成配位键，及另一个吡啶氮与IrO2纳米颗粒中Ir4+形成配位键，从而实现IrO2纳米颗粒在金属氧化物电极表面的单层吸附。本发明的IrO2纳米颗粒自组装修饰的金属氧化物电极，IrO2纳米颗粒与金属氧化物电极通过4,4’‑联吡啶为桥连结构，以配位键相连接。本发明的金属氧化物电极能够在强酸性、中性、强碱性水溶液及有机溶剂稳定。

本发明涉及一种用于太阳光全解水制氢的铜铋硫基光电化学电池，包括Cu3BiS3光阴极和Cu3BiS3光阳极，Cu3BiS3光阴极包括第一背电极层以及层叠于第一背电极层上的Cu3BiS3吸收层、CdS/TiO2双缓冲层和析氢助催化剂层；Cu3BiS3光阳极包括第二背电极层以及层叠于第二背电极层上的TiO2/CdS双缓冲层、Cu3BiS3吸收层和析氧助催化剂层；第一背电极层与第二背电极层通过导线连接。本发明的光电化学电池中光阴极和光阳极部分均选用p型半导体Cu3BiS3作为吸光材料，相较于传统的p‑n串联光电化学电池，其具有高吸光利用率的优势，提升了电池的光转氢效率。

本发明公开了一种纳米二氧化钛光阳极的两步快速电热制备方法及其应用，属于新能源材料领域，制备步骤如下：将钛金属片剪切成长方形，依次用丙酮、乙醇、蒸馏水超声清洗，干燥，放置在电热装置中，在50到100伏的电压下通电20‑30秒，即完成第一步电热处理；自然冷却；继续放置在电热装置中，在50到100伏的电压下再次通电20‑30秒，即完成第二步电热处理，制得所述纳米二氧化钛光阳极。本发明使用两步电热的方式直接快速的在钛金属片上生长纳米二氧化钛光阳极，具有便捷高效的特点，可以大幅度缩短二氧化钛光阳极的制备时间、可避免过多使用化学试剂。

本发明属于光电化学水分解光电极材料制备技术领域，具体涉及一种析氧光阳极材料的制备方法。本发明采用双源电子束沉积法直接在导电基底上制备钡钽氮氧化物前驱体薄膜，然后通过高温氮化法制备钡钽氮氧化物薄膜的析氧光阳极材料，并将其运用于光电化学水分解反应。本发明可通过调控双源电子束沉积过程中最佳Ba/Ta原子比和沉积的薄膜厚度对最终的BaTaO2N纳米颗粒薄膜精准调参，工艺重复性高，并且所得薄膜结晶度高、分布均匀，能够有效抑制低价Ta缺陷浓度和杂质相的形成。