[發明專利]一種Ag修飾的Cu2

有效

• 申請號: 201810570044.6
• 申請日: 2018-06-05
• 公開（公告）號: CN108823588B
• 公開（公告）日: 2020-06-23
• 發明（設計）人: 宋彩霞;趙澤宇;王德寶;李靜;劉祺
• 申請（專利權）人: 青島科技大學
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B11/03;C25B11/06;C22B11/08
• 代理公司: 青島中天匯智知識產權代理有限公司 37241
• 代理人: 郝團代

本發明公開了一種Ag修飾的Cu₂O納米帶/泡沫銅復合電極及其制備方法。其特征在于，所述Ag/Cu₂O納米帶/泡沫銅復合電極是一種以泡沫銅為基底原位生長的單分散金屬Ag修飾的Cu₂O納米帶所組成的高效電催化電極；所述制備方法是泡沫銅既作為電極基底材料又作為反應物，采用室溫液相法，在泡沫銅表面一步原位反應，直接生長單分散Ag修飾的Cu₂O納米帶高效電催化劑，得到Ag/Cu₂O/泡沫銅復合電極。所述制備方法工藝簡單，采用簡單便捷的一步室溫液相反應，反應條件溫和。所制備的Ag/Cu₂O納米帶/泡沫銅復合電極，對于電催化分解水制氫和電催化降解水中有機污染物都具有較高的電催化效率和電催化穩定性。

技術領域

本發明屬于電催化材料領域，涉及一種Ag/Cu₂O納米帶/泡沫銅復合電極及其制備方法，具體地說，是涉及一種電催化分解水制氫用Ag修飾的Cu₂O納米帶/泡沫銅復合電極及其制備方法。

背景技術

隨著化石能源的逐年開采，資源枯竭以及其帶來的環境問題逐漸被世界各國所重視，也促進了新型清潔能源的研究以及發展。在眾多清潔能源中，氫能相較于其他新型能源如太陽能、風能以及潮汐能等具有操作簡便，不受環境地理位置影響，效率高、無污染等優點，能有效的減緩全球能源和環境危機。電解水制氫是獲得氫能源的有效方式之一。限制電解水制氫大規模應用的最重要瓶頸是如何通過制備開發新型高效電解水催化劑，來大幅降低其電能消耗，從而降低制氫成本。因此，發展廉價、易制備的高效電解水催化劑備受各國研究者們廣泛關注。

研究發現，在眾多的催化劑中，Pt、Rh以及Ir等貴金屬催化劑在電解水反應中具有最高的催化活性，例如常用的Pt/C電極。但其過高的成本以及有限的資源使得貴金屬的大規模應用受到限制。因此，大量的研究致力于開發貴金屬之外的具有高催化活性的新型催化劑。Cu₂O 禁帶寬度介于2.0-2.2eV之間,是一種具有可見光響應的p型氧化物半導體，無毒、價廉和制備簡單，在光催化領域具有良好的應用前景，逐漸成為國內外研究的熱點。Xu等報道采用電沉積法，形成一層多孔的網狀泡沫銅結構，隨著反應的不斷進行，泡沫銅表面生長上樹枝狀的Cu₂O的多級結構，得到的Cu₂O-Cu作為復合電催化劑可以用于電解水制氫(ACS Catal., 2017,7(2):986–991)。于晶晶等采用熱氧化方法，在泡沫銅上制備CuO納米線陣列光催化劑，CuO納米線的生長溫度為400℃(稀有金屬,2016,40(10):1021-1028)。中國發明專利 CN106868540A通過電沉積法在ITO導電玻璃上首先制備Cu₂O薄膜，再加入AgNO₃通過電沉積法制備了Ag修飾的納米Cu₂O光催化材料。中國發明專利CN106493381A先通過液相法在水浴加熱條件下制備了凹形多面體Cu₂O，再加入AgNO₃反應，制備Ag/Cu₂O微納結構復合粉體。可以看出目前制備的Ag/Cu₂O復合結構，要么采用兩步法，制備步驟繁瑣，生產成本高，要么制備的是微納結構復合粉體的比表面積小、活性低。Ag/Cu₂O粉體用于電催化反應。還要用涂覆的方法制備電極，催化活性和穩定性會受到影響。

發明內容