一种表面组装有石墨烯的Cu₂O/TiO₂纳米管阵列电极的制备方法

摘要

本发明涉及一种表面组装有石墨烯的Cu₂O/TiO₂纳米管阵列电极的制备方法，首先制备TiO₂纳米管阵列电极，在其表面采用电化学方法沉积纳米Cu₂O，再在Cu₂O/TiO₂纳米管阵列电极表面自组装氧化石墨烯薄膜，然后制备还原氧化石墨烯。与现有技术相比，本发明工艺简单，成本低，可以提高光电催化效率，有望成为利用太阳能分解水制氢的理想的纳米光催化电极。

主权项

一种表面组装有石墨烯的Cu₂O/TiO₂纳米管阵列电极的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：(1)制备TiO₂纳米管阵列电极：将钛片与Pt电极分别连接到直流稳压电源的正、负极，以0.5wt％氢氟酸的水溶液为电解质，施加直流电压20V，在超声条件下，电解0.5h阳极氧化；然后将制备好的阳极样品放在马弗炉煅烧，得到分布均匀、排列有序的具有高催化活性的锐钛矿相的TiO₂纳米管阵列薄膜电极；(2)在TiO₂纳米管阵列薄膜电极表面采用电化学方法沉积纳米Cu₂O：电解质溶液的组成为：0.2～0.4mol/LCuSO₄，3mol/L乳酸，pH＝9.5～11.5，采用三电极电化学沉积系统，其中工作电极为TiO₂纳米管阵列电极，对电极为Pt片，参比电极为HgO/NaOH电极，利用恒电位/电流仪在恒电位‑0.5～‑1V，室温条件下电沉积Cu₂O薄膜；然后在氮气氛围内，加热至200℃恒温烧结1h，得到Cu₂O/TiO₂纳米管阵列电极；(3)制备氧化石墨烯分散液，在Cu₂O/TiO₂纳米管阵列电极表面自组装氧化石墨烯薄膜，并还原氧化石墨烯：将氧化石墨烯放入分散剂中，经超声波振荡仪振荡0.5～3小时，静置，得到充分分散的稳定的氧化石墨烯悬浮液，将Cu₂O/TiO₂纳米管阵列电极浸入氧化石墨烯悬浮液中，在20～80℃静置0.5～10小时，取出后放入烘箱中，通入氩气保护气，加热至200℃，保持总加热时间为2～3h，制得表面组装有石墨烯的Cu₂O/TiO₂纳米管阵列电极产品。