[发明专利]一种石墨烯改性水热合成氧化钌-氧化铈复合电极的制备方法

权利要求书

1.一种石墨烯改性水热合成RuO₂-CeO₂复合电极的制备方法，其特征在于，包含以下步骤：

(1)将六水硝酸铈和RuCl₃粉末分别溶于乙醇溶液，然后将六水硝酸铈溶液和RuCl₃溶液混合，得到含钌铈金属离子的混合溶液；

(2)向步骤(1)所得混合溶液中加入氨水，调节pH值；放入恒温水浴锅中加热搅拌；再转入水热反应釜中，在一定温度下反应数小时，获得沉淀物质；

(3)将步骤(2)所得沉淀物质放入离心机中离心，然后分别用乙醇和蒸馏水洗涤；将所得固体物质放入烘箱中，保持某一温度烘干数小时；将烘干后的固体物质放入玛瑙研钵中研磨若干分钟；获得固体粉末；

(4)将步骤(3)所得固体粉末溶于乙醇配制成一定浓度的溶液；然后超声震荡一段时间使之均匀分散；

(5)在步骤(4)所得溶液中加入石墨烯，并超声震荡使之混合均匀；

(6)取步骤(5)所得混合溶液单面均匀涂覆在除锈去油的钛板上，放于红外灯下干燥，再置于一定温度的马弗炉中预氧化一段时间，取出空冷；然后重复上述涂覆-干燥-预氧化-空冷过程若干次；再将样品置于一定温度的马弗炉中退火数小时；获得石墨烯改性水热合成的RuO₂-CeO₂复合电极；

步骤(1)中Ce(NO₃)₃和RuCl₃溶液的浓度均为0.5~2mol/L，二者的混合溶液中钌铈金属离子摩尔比为1:( 6~15)；

步骤(2)中加入氨水调节溶液的pH值范围为7~10，恒温水浴锅的温度为50~80℃，加热搅拌时间为30~90min；水热反应釜的反应温度为80~150℃，反应时间为20~30h；

步骤(3)中沉淀物质分别用乙醇和蒸馏水各洗涤3~6次，烘箱温度为60~100℃，烘干时间为10~15h；研磨时间为10~30min；

步骤(4)中使用固体粉末配制溶液中钌铈元素的总浓度为1~3 mol/L，超声震荡时间为10~30min；

步骤(5)中加入石墨烯的终浓度为10mg/mL，超声震荡时间为10~30min；

步骤(6)中钛板单面每次涂覆量为10~20μL，涂覆次数为8~20次；红外灯下干燥时间为10~30min，马弗炉中预氧化温度为450~600℃，预氧化时间为10~30min，退火时间为1~5h。

2.根据权利要求1所述的制备方法制得的石墨烯改性水热合成的RuO₂-CeO₂复合电极在光电协同作用下处理有机溶液的应用，其特征在于：以石墨烯改性水热合成RuO₂-CeO₂复合电极作为工作电极，在紫外灯照射条件下采用一定电压对甲基橙和Na₂SO₄混合溶液进行光电催化降解。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：混合溶液中甲基橙的浓度为20~40mg/L，Na₂SO₄的浓度为0.1~1mol/L，外部施加电压范围是1~4.5V，光电催化作用于甲基橙的时间为30~200min。