[发明专利]二维g-C3N4/WO3/碳布复合电极及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种二维g-C₃N₄/WO₃/碳布复合电极，其特征在于，该复合电极包括长有WO₃纳米线的碳布和覆盖在所述WO₃纳米线表面的二维g-C₃N₄纳米片。

2.根据权利要求1所述的二维g-C₃N₄/WO₃/碳布复合电极，其特征在于，所述WO₃纳米线的直径为70-100nm，长度为600-1000nm。

3.根据权利要求1所述的二维g-C₃N₄/WO₃/碳布复合电极，其特征在于，所述二维g-C₃N₄纳米片的厚度为2-5nm。

4.一种权利要求1～3中任意一项所述的二维g-C₃N₄/WO₃/碳布复合电极的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

1)制备长有WO₃纳米线的碳布；

2)向所述长有WO₃纳米线的碳布表面涂覆二维g-C₃N₄纳米片的分散液，然后在含氧气氛中300-380℃热处理1-3h，得到二维g-C₃N₄/WO₃/碳布复合电极。

5.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤1)中，所述制备长有WO₃纳米线的碳布的方法包括以下步骤：

a)配制钨酸钠水溶液，并将钨酸钠水溶液的pH调节为1.2-1.6加入H₂C₂O₄和(NH₄)₂SO₄，得到原料混合液；

b)将碳布浸泡在步骤a)制得的所述原料混合液中，160-180℃水热反应8-20h，冷却，将碳布取出，洗涤，干燥；

c)将步骤b)处理后的碳布先在含氧气氛中350-450℃热处理2-4h，再在惰性气氛中500-550℃热处理2-4h，得到所述长有WO₃纳米线的碳布。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述水热反应在聚四氟乙烯内衬的反应釜中进行。

7.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于，步骤2)中，所述涂覆方式为喷涂；所述二维g-C₃N₄纳米片的制备方法包括：配制双氰胺和氯化铵的混合水溶液，将该混合水溶液在80-100℃蒸干，将得到的混合物在惰性气氛中500-550℃热处理2-4h后在异丙醇中进行超声剥离，得到所述二维g-C₃N₄纳米片。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，所述惰性气氛为氮气气氛或氩气气氛；所述二维g-C₃N₄纳米片的分散液中含有二维g-C₃N₄纳米片0.3～3mg。

9.一种金属-空气电池，其特征在于，该金属-空气电池的正极为权利要求1～3中任意一项所述的二维g-C₃N₄/WO₃/碳布复合电极。

10.权利要求1～3中任意一项所述的二维g-C₃N₄/WO₃/碳布复合电极作为正极在光电器件中的应用。