[发明专利]一种TiO2/碳纳米管/Ni光电活性复合电极的制备方法

摘要

本发明涉及一种TiO2/碳纳米管/Ni光电活性复合电极的制备方法，采用喷雾热解化学气相沉积法，在Ni电极和TiO2表面同步生长碳纳米管(CNTs)，使得碳纳米管更均匀地分布在镍电极的复合活性层中，同时CNTs能将TiO2和Ni电极基板有机地连接起来，在镍电极基板与复合光电活性膜层间形成畅通的电子传输通道，提高电极的光电催化效率。

主权项

1.一种二氧化钛/碳纳米管/Ni光电活性复合电极的制备方法，其特征在于，其具体步骤为：NiO‑TiO2前驱体的喷雾热解及其在经过预处理的镍基片上沉积、碳纳米管在镍基片上化学气相沉积CVD以及碳纳米管在TiO2上的生长同步进行，得到TiO2/碳纳米管/Ni光电活性复合阳极；所述的镍基片的预处理方法的具体步骤为：先将镍片用砂纸打磨光亮，去除表面的氧化物，再分别于NaOH‑水和丙酮‑乙醇溶液中超声清洗0.1～1h，烘干，最后在其表面浸涂一层硝酸铁或者氯化铁的乙醇溶液，烘干得到预处理后的镍基片；碳纳米管同时在纳米TiO2颗粒或其膜中以及镍片上生长，具体步骤为：经过预处理的镍片置于喷雾热解化学气相沉积CVD反应器中的热台上，同时向CVD反应器中雾化喷入NiO‑TiO2前驱体和用惰性气体稀释的生长碳纳米管的碳源气；前驱体热分解成NiO‑TiO2，NiO中的Ni2+还原成Ni单质，成为TiO2颗粒和沉积在镍片上的TiO2膜上碳纳米管生长的催化活性中心；同时，经过预处理的镍片电极基板表面上的铁离子被还原成单质铁，成为镍片上直接生长碳纳米管的催化活性中心，两种催化活性中心同时催化碳源气分解生成碳纳米管，从而一步法在镍片上CVD原位同时修饰TiO2/CNTs复合活性膜；所述的NiO‑TiO2前驱体的制备方法，其具体步骤为：将0.5～5mol柠檬酸、5～25ml HNO3、0.1～0.5mol钛酸四丁酯溶解于100～500ml无水乙醇中，搅拌0.5～5h，充分搅拌后得到混合溶液A；配制浓度为1～10％的Ni(NO3)2溶液记为溶液B，在剧烈搅拌下，将溶液B滴加到混合溶液A中；持续搅拌0.5～8h，使柠檬酸与钛和镍充分络合，得到NiO‑TiO2前驱体。