[发明专利]p-n-KNbO3

权利要求书

1.一种p-n-KNbO₃/Cu₂S异质结压电陶瓷材料的应用，其特征在于，所述p-n-KNbO₃/Cu₂S异质结压电陶瓷材料包括n-KNbO₃压电陶瓷基体以及所述n-KNbO₃压电陶瓷基体表面的p-Cu₂S材料；其中，所述p-Cu₂S材料的质量分数为0.1wt%-10wt%；所述p-Cu₂S材料的厚度为0.1μm-10μm；所述p-n-KNbO₃/Cu₂S异质结压电陶瓷材料于自供能制氢中应用，在温度为1-95℃的条件下，对p-n-KNbO₃/Cu₂S异质结压电陶瓷材料和氨硼烷水溶液形成的制氢反应体系施加机械振动或超声波振动实现氢气的制备。

2.根据权利要求1所述的p-n-KNbO₃/Cu₂S异质结压电陶瓷材料的应用，其特征在于，所述p-Cu₂S材料分散于n-KNbO₃压电陶瓷基体的表面；

所述p-Cu₂S材料分散于n-KNbO₃压电陶瓷基体的其中一表面。

3.根据权利要求1-2中任一项所述的p-n-KNbO₃/Cu₂S异质结压电陶瓷材料的应用，其特征在于，所述p-n-KNbO₃/Cu₂S异质结压电陶瓷材料的制备方法包括以下步骤：

（1）制备KNbO₃陶坯颗粒：将钾盐、铌盐与碱反应，生成KNbO₃陶坯颗粒；

（2）造粒：向步骤（1）制得的KNbO₃陶坯颗粒中加入一定量的聚乙烯醇溶液，然后球磨造粒；

（3）制备陶坯：将步骤（2）制得的KNbO₃陶坯颗粒加入到一定尺寸的模具中，用压膜机在10-30MPa压力下压制成陶坯；

（4）脱胶：将陶坯加热至450-500℃，恒温1-2h进行脱胶处理；

（5）成型：脱胶后在温度为1150℃～1350℃条件下处理0.5h-2h，冷却后制得KNbO₃陶瓷；

（6）p-n-KNbO₃/Cu₂S陶瓷的制备：在KNbO₃陶瓷的一侧均匀涂布铜盐溶液，晾干，然后均匀涂布硫化物溶液，在KNbO₃陶瓷表面生成Cu₂S膜，之后在600℃时烧结2h得致密均匀的p-n-KNbO₃/Cu₂S陶瓷；

（7）极化处理：将p-n-KNbO₃/Cu₂S陶瓷在3～5KV/mm电压下极化20-60min，放置24h后制得p-n-KNbO₃/Cu₂S异质结压电陶瓷材料。

4.根据权利要求3所述的p-n-KNbO₃/Cu₂S异质结压电陶瓷材料的应用，其特征在于，所述钾盐选自KCl、KAc、K₂SO₄、KNO₃中的至少一种；

所述铌盐选自氯化铌、硝酸铌中的至少一种；

所述碱选自NH₃·H₂O、NaOH、KOH中的至少一种。

5.根据权利要求3所述的p-n-KNbO₃/Cu₂S异质结压电陶瓷材料的应用，其特征在于，所述聚乙烯醇溶液的质量浓度为4.0 wt%～8.0wt%。