[发明专利]硼掺杂的合成金刚石电极和材料

权利要求书

1.电极，包含合成高压高温金刚石材料，所述合成高压高温金刚石材料包含：

在1×10²⁰和5×10²¹原子/cm³之间的置换硼浓度；

不大于10¹⁹原子/cm³的氮浓度；和

其中电极具有任何以下特性：

在含有0.1M KNO₃和1mM的Ru(NH₃)₆³⁺的水溶液中关于饱和甘汞参比电极测量的从小于70mV、小于68mV、小于66mV、和小于64mV中的任何项选择的ΔE_3/4-1/4；和

在含有0.1M KNO₃和1mM的Ru(NH₃)₆³⁺的水溶液中关于饱和甘汞参比电极测量的从小于70mV、小于68mV、小于66mV、和小于64mV中的任何项选择的峰与峰分离ΔE_p。

2.根据权利要求1所述的电极，其中电极的sp²碳含量足够低从而在电极的拉曼光谱中没有表现出非金刚石碳峰。

3.根据权利要求1或2所述的电极，其中合成高压高温金刚石材料具有选自至少2×10²⁰硼原子cm^-3、至少3×10²⁰硼原子cm^-3、至少5×10²⁰硼原子cm^-3、和至少7×10²⁰硼原子cm^-3中的任何项的硼含量。

4.根据权利要求1至3中的任一项所述的电极，包含合成高压高温金刚石材料的共生晶粒。

5.根据权利要求1至3中的任一项所述的电极，包含分散在非电传导性基体材料中或非传导性基体材料上的合成高压高温金刚石材料的颗粒。

6.根据权利要求5所述的电极，其中非传导性基体材料选自聚合物、全氟磺酸、绝缘油和绝缘墨中的任何项。

7.根据权利要求1至3中的任一项所述的电极，包含分散在传导性基体材料中或传导性基体材料上的合成高压高温金刚石材料的颗粒。

8.根据权利要求7所述的电极，其中传导性基体材料选自传导聚合物、非金刚石碳载体、和传导墨中的任何项。

9.根据权利要求1至3中的任一项所述的电极，包含含有合成高压高温金刚石材料颗粒的容器，所述容器具有至少一个开口，在使用中电解质可穿过该开口。

10.根据权利要求9所述的电极，其中容器包含至少一个壁，所述壁具有孔隙，在使用中电解质可穿过该孔隙。

11.根据权利要求1至3中的任一项所述的电极，包含合成高压高温金刚石材料的颗粒的压实体。

12.根据权利要求11所述的电极，其中合成金刚石材料的颗粒具有选自5nm至500μm、10nm至200μm、50nm至100μm、和100nm至10μm的范围中的任何项的平均粒径。

13.制备包含合成高压高温金刚石材料的电极的方法，该方法包括：

提供合成高压高温金刚石材料，所述合成高压高温金刚石材料具有在1×10²⁰和5×10²¹原子/cm³之间的置换硼浓度和不大于10¹⁹原子/cm³的氮浓度；和

将合成高压高温金刚石材料成型为电极。