[发明专利]一种纳米Ag嵌入式电极材料的电化学制备法

说明书

本发明公开了一种纳米Ag嵌入式电极材料的电化学制备法，属于电容材料领域。首先通过电沉积法得到原始Co₃O₄纳米片阵列，将原始Co₃O₄纳米片阵列在400‑500℃煅烧1‑2小时，使其转化成Co₃O₄的纳米片；其次，在上述基础上通过电沉积多层纳米Ag来支撑Co₃O₄纳米片，使多层Co₃O₄纳米片之间依靠纳米Ag进行支撑固定，制备出纳米Ag嵌入式电极材料。本发明通过电沉积法制备得到一种纳米Ag嵌入式电极材料，其制备工艺简单，制备出的材料具有多孔孔道，比表面积大，形貌新颖，具有纳米维度超结构链接的催化材料，可广泛应用于能源转化与存储、催化等领域。

技术领域

本发明属于电容材料领域，具体涉及一种纳米Ag嵌入式电极材料的电化学制备法。

背景技术

随着工业发展，全球能源危机和环境危机日益加剧，寻找一种清洁可再生的能源迫在眉睫。氢气被认为是一种有吸引力的替代燃料，因为它具有清洁，高效和可再生等优点。同时使用太阳光进行光电化学(PEC)水分解制氢能够极大程度的利用太阳能，进一步节约能源。自从20世纪70年代早期本田藤岛首次发现TiO₂单晶光电极光辅助电化学水氧化以来，基于半导体材料的光电化学(PEC)水分解已被广泛研究。（A. Fujishima, K. Honda,Electrochemical photolysis of water at a semiconductor electrode, Nature 238(1972) 37–38.T. Wang, Z.B. Luo, C.C. Li, J.L. Gong, Controllable fabricationof nanostructured materials for photoelectrochemical water splitting viaatomic layer deposition, Chem. Soc. Rev. 43 (2014) 7469–7484.F.E. Osterloh,Inorganic nanostructures for photoelectrochemical and photocatalytic watersplitting, Chem. Soc. Rev. 42 (2013) 2294–2320.）如今，太阳能制氢因为它具有可储存和可运输，并且可以直接转化为电能的特性，在可持续能源社会中发挥着关键作用。

钴氧化物(Co₃O₄)是一种典型且环保的p型金属氧化物，具有2.07eV的适当光学带隙，由于其优异的物理化学性质，已广泛用于锂电池，超级电容器和光电化学催化剂。然而，限制Co₃O₄的PEC性能的主要原因还是光生电子-空穴对分离缓慢。所以我们需要通过控制催化剂材料的形貌并且加载适当贵金属纳米粒子来促进电荷分离以加快PEC进程。在众多贵金属中，Ag在稳定性方面是独一无二的，在光反应过程中不会发生腐蚀，它还起到还原活性位点的作用，能够有效地从半导体表面捕获光生电子。因此，复合Ag材料可以获得比纯Co₃O₄阴极更高的性能。