[发明专利]铂-羟基氧化镍-氧化亚铜-金复合纳米纸的制备方法

说明书

本发明公开了一种铂‑羟基氧化镍‑氧化亚铜‑金复合纳米纸的制备方法，首先利用双侧生长法在纸基底表面生长铂纳米粒子层，获得导电性能良好的铂纸基底，然后利用电沉积法在铂纸基底表面依次沉积羟基氧化镍、氧化亚铜纳米颗粒和金纳米粒子层，获得铂‑羟基氧化镍‑氧化亚铜‑金复合纳米纸。羟基氧化镍和金纳米粒子作为助催化剂可以有效地加速氧化亚铜光生电子和空穴的分离，阻止氧化亚铜自腐蚀，极大地提高氧化亚铜的应用稳定性。该纳米纸制备方法简单、高效，有利于大批量生产，对光电化学分解水、光电催化等领域具有重要的意义。

技术领域

本发明涉及复合纳米材料制备技术及纸芯片功能化处理技术领域，更具体的说是一种铂-羟基氧化镍-氧化亚铜-金复合纳米纸的制备方法。

背景技术

氧化亚铜作为一种窄带隙（2.1-2.3 eV）的P型半导体，具有无毒性、来源丰富、成本低廉等优点，其是一种良好的光电阴极材料。基于氧化亚铜自身优良的特性，其广泛地应用于光电化学分解水、锂离子电池、光电催化等领域。然而，氧化亚铜的自腐蚀性，严重影响其稳定性，降低其应用性能。因此，需要引入助催化剂，制备氧化亚铜基复合材料，提高光生电子和空穴的分离效率，增强其实际应用性能。

纸由纵横交错的纤维构成，其独特的三维网络结构使其具有较大的表面积，可以提供大量的活性位点用于功能化不同的纳米材料。纸自身独特的构造，使其广泛地用作低成本的电极基底材料。联合纸基材和复合纳米材料的优良特性，制备性能优异的铂-羟基氧化镍-氧化亚铜-金复合纳米纸，对于光电化学分解水、锂离子电池、光电催化等领域具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的是首先利用双侧生长法在纸纤维的表面生长一层铂纳米粒子，获得导电性能良好的铂纸基底，然后在铂纸基底表面依次沉积羟基氧化镍、氧化亚铜和金纳米粒子，制备铂-羟基氧化镍-氧化亚铜-金复合纳米纸。

铂-羟基氧化镍-氧化亚铜-金复合纳米纸的制备方法具体包括如下步骤：

（1）制备铂纸基底，该过程分为2步，第一步是首先利用计算机软件Adobeillustrator CS4设计纸基底蜡打印图案，然后利用型号为Color Qube 8580的蜡打印机将设计好的蜡打印图案打印在色谱纸上，最后将蜡打印过的色谱纸在150 ℃的烘箱中加热30s，获得亲水功能区和疏水蜡染区；第二步是在获得的亲水功能区利用双侧生长法生长铂纳米粒子层，首先将80-120 μL新制备的由浓度为200-250 mM的氯铂酸和浓度为20-25 mM的硼氢化钠组成的混合液滴加到亲水功能区的正面，所述的硼氢化钠溶液提前冰浴处理30min，然后在室温下静置反应10-20 min，完成铂纳米粒子生长过程，最后在亲水功能区的反面重复操作上述铂纳米粒子生长过程，获得铂纸基底；