[發明專利]一種摻硼金剛石復合電極材料及其制備方法、摻硼金剛石復合電極

有效

• 申請號: 201910913683.2
• 申請日: 2019-09-25
• 公開（公告）號: CN110643957B
• 公開（公告）日: 2022-04-22
• 發明（設計）人: 王海龍;李強;李智強;閆寧;王志強;張珂皓;王溢仁;邵剛;李明亮;范冰冰;許紅亮;盧紅霞;張銳
• 申請（專利權）人: 河南省功能金剛石研究院有限公司;鄭州大學
• 主分類號: B23H1/06
• 分類號: B23H1/06
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 郭佳效

本發明公開了一種摻硼金剛石復合電極材料及其制備方法、摻硼金剛石復合電極。摻硼金剛石復合電極材料包括作為襯底的BDD層，設置在BDD層上的Au層，和設置在Au層上的TiO₂層。本發明的摻硼金剛石復合電極材料為具有Z型載流子傳輸機制的電極材料，具有良好的電學和電化學性能，提高電極材料的光電催化性能，同時降低電極材料的成本。本發明的制備方法，簡化了含BDD電極材料的制備方法工藝，降低成本，制備得到的電極材料耗能更少。

技術領域

本發明涉及電催化氧化電極材料制備技術領域，具體涉及一種摻硼金剛石復合電極材料及其制備方法、摻硼金剛石復合電極。

背景技術

電催化氧化是高級氧化的一種形式，相對于其他氧化方式，是一種環境友好型技術，在污水處理方面具有極大的應用前景。電催化氧化技術的關鍵是電極材料，摻硼金剛石(BDD)作為電極材料具有背景電流低，電勢窗口寬，耐腐蝕性強等特點，在電催化氧化領域有很大的應用潛力。但BDD的成本較高，而且電催化效率仍有待提高。

“A simple process for the deposition of TiO₂ onto BDD byelectrophoresis and its application to the photoelectrocatalysis of Acid Blue80dye”，Fernando Espinola-Portilla，et al.，Journal of ElectroanalyticalChemistry，第802卷，第57-63頁中公開了一種TiO₂/BDD復合電極材料及其制備方法，其制備方法是采用電泳沉積的方法，用TiO₂(P25)制備電泳液，將TiO₂沉積在BDD表面，制備出TiO₂/BDD復合材料，這種TiO₂/BDD復合材料屬于傳統的P-N結載流子傳輸機制，耗能較大，載流子傳輸困難，光催化性能仍不理想。

發明內容

本發明的第一個目的在于提供一種摻硼金剛石復合電極材料，以解決現有技術中含BDD電極材料光電催化性能差的問題。

本發明的第二個目的在于提供一種摻硼金剛石復合電極材料的制備方法，以解決現有技術中含BDD電極材料的制備方法工藝復雜、成本高，制備得到的電極材料性能差的問題。

本發明的第三個目的在于提供一種摻硼金剛石復合電極，以解決現有技術中含BDD電極光電催化性能差的問題

為實現上述目的，本發明的技術方案是：

一種摻硼金剛石復合電極材料，包括作為襯底的BDD層，設置在BDD層上的Au層，和設置在Au層上的TiO₂層。

本發明的摻硼金剛石復合電極材料，包括作為襯底的BDD層，設置在BDD層上的Au層，和設置在Au層上的TiO₂層，使得該電極材料為具有Z型載流子傳輸機制的電極材料，相對傳統的P-N結載流子傳輸機制，Z型載流子傳輸機制的耗能更少，載流子傳輸更易發生，霍爾遷移率相對原BDD材料提高了3倍，具有良好的電學和電化學性能，提高電極材料的光電催化性能，同時降低電極材料的成本。