[发明专利]一种缺陷调控的镓氧氮化物@碳布工作电极及其用途

权利要求书

1.一种缺陷调控的镓氧氮化物@碳布工作电极，其特征在于：所述镓氧氮化物@碳布工作电极，为镓氧氮化物纳米粒子通过涂布法负载于碳布上而形成的复合物；镓氧氮化物的化学式为GaO_xN_y，其中x＝0.069-0.25，y＝0.091-0.31；其N/O比为1.25-1.35；其中镓氧氮化物的担载量为4-6mg cm^-2；所述镓氧氮化物@碳布中镓氧氮化物纳米粒子的尺寸为20-80nm。

2.如权利要求1所述的镓氧氮化物@碳布工作电极，其特征是，各组分的质量百分含量为：镓氧氮化物76～84％，乙炔黑8～12％，聚偏氟乙烯8～12％。

3.如权利要求1所述的镓氧氮化物@碳布工作电极，其特征是，在0.5-50mA cm^-2电流密度下，其放电比容量为60-792mF cm^-2。

4.如权利要求1所述的镓氧氮化物@碳布工作电极，其特征是，其XRD谱图特征为，具有来自于碳布、中心位于25.7°和43.6°的两个衍射峰，和来自于镓氧氮化物、位于32.5°、34.6°、36.8°、48.1°、57.9°、63.4°、69.3°和70.6°的八个衍射峰，来自于镓氧氮化物衍射峰与六方闪锌矿型结构GaN(JCPDS 74-0243)的(100)、(002)、(101)、(102)、(110)、(103)、(112)和(201)晶面相对应；

所述镓氧氮化物@碳布工作电极中镓氧氮化物的晶胞参数为，3.1921(1)-3.1931(9)，5.2030(7)-5.2098(4)，c/a：1.630-1.632；45.91-46.01；

所述镓氧氮化物@碳布工作电极，其镓氧氮化物价态谱在4.6、8.1和10.0eV附近存在特征峰，分别对应Ga_4p-N_2p、Ga_4s-N_2p和Ga_4s-O_2p；

所述镓氧氮化物@碳布工作电极，其Ga 3d谱图中存在19.8、20.3和20.8eV的特征峰，分别对应Ga-N、Ga-O和Ga-OH；

所述镓氧氮化物@碳布工作电极，其O1s谱图中存在530.5、531.0、531.8和532.7eV的特征峰，分别对应O-Ga、O缺陷(O_d)、O-H和表面吸附的氧(O_a)；

所述镓氧氮化物@碳布工作电极，其N1s谱图中存在394.4、397.1、398.6和400.1eV的特征峰，分别对应N-H、N-Ga-O、N-Ga-N和N缺陷(N_d)；

所述镓氧氮化物@碳布工作电极，其漫反射紫外-可见吸收光谱图测定的能带宽度为3.10-3.16eV；

所述镓氧氮化物@碳布工作电极，其镓氧氮化物Ga元素的傅里叶变换近边X-射线吸收精细结构谱图中，有位于1.79和的吸收峰，分别对应Ga-N和Ga-Ga配位峰。

5.如权利要求1所述的缺陷调控的镓氧氮化物@碳布工作电极的制备方法，步骤如下：

以涂布法制备的镓氧氮化物@碳布电极为工作电极，以0.1-0.3mol L^-1的草酸水溶液为电解液，以铂片为对电极，利用直流稳压电源施加20-25V的电压，分别控制直流稳压电源的工作时间为4-6min，得缺陷调控的镓氧氮化物@碳布工作电极。

6.如权利要求5所述的缺陷调控的镓氧氮化物@碳布工作电极的制备方法，其特征在于：涂布法制备镓氧氮化物@碳布电极，步骤如下：

1)取适量镓氧氮化物粉体、乙炔黑和聚偏氟乙烯，转移至玛瑙研钵中，滴加适量N-甲基吡咯烷酮，充分研磨后，制得浆体；

2)将浆体均匀涂布在碳布上，然后置于真空干燥箱中，于75-85℃下干燥8-12h，得镓氧氮化物@碳布电极。