[发明专利]一种柔性高光电转化石墨烯纤维光电极的制备方法

摘要

本发明公开了一种柔性高光电转化石墨烯纤维光电极的制备方法。本发明制备的电极是以TiO2纳米颗粒/氧化石墨烯混合溶液为纺丝液，采用湿纺技术制备石墨烯/TiO2复合纤维，经过氧等离子刻蚀即得所述的石墨烯纤维光电极。本发明的制备方法包括：制备纺丝液；制备氧化石墨烯/TiO2复合纤维；制备石墨烯/TiO2复合纤维；最后将石墨烯/TiO2复合纤维放入氧等离子体处理器进行刻蚀，即得所述的石墨烯纤维光电极。本发明制备的石墨烯纤维光电极不仅使TiO2纳米颗粒嵌入在光电极表面，而且使得光电极表面嵌入的TiO2纳米颗粒部分裸露出来，提高了TiO2与光电极的结合牢固性和纤维光电极的光电转化性能；且具有柔韧性好、高光电转化性能等优点，在有机废水处理方面具有广阔的应用前景。

主权项

1.一种柔性高光电转化石墨烯纤维光电极的制备方法，其特征在于：所述的光电极是以TiO2纳米颗粒/氧化石墨烯混合溶液为纺丝液，采用湿纺技术制备石墨烯/TiO2复合纤维，经过氧等离子体刻蚀即得所述的石墨烯纤维光电极；所述的制备方法，包括以下步骤：步骤1、将氧化石墨烯配制成18mg/mL的去离子水分散液，按质量分数为0～60%的比例加入TiO2纳米颗粒，磁力搅拌得到分散均匀的纺丝液；步骤2、采用注射泵及Ø0.5～0.9 mm的注射针头将纺丝液注入到凝固浴中，浸泡10～30min后，取出并自然干燥得到氧化石墨烯/TiO2复合纤维；步骤3、将干燥的氧化石墨烯/TiO2复合纤维在Ar气氛中于250～450℃下热处理3～5h，得到石墨烯/TiO2复合纤维；步骤4、将石墨烯/TiO2复合纤维两端固定后，采用氧等离子体处理器对石墨烯/TiO2复合纤维进行刻蚀，即得所述的石墨烯纤维光电极；所述的步骤1中的质量分数为：TiO2纳米颗粒占纺丝液固含量的质量分数；所述的步骤2中的凝固浴为：含有1～5 wt% CaCl2的乙醇/水溶液，其中乙醇/水溶液为按1:1的体积比将乙醇和水均匀混合制得；所述的步骤4中的刻蚀条件为：氧气体流量400ml/min，工作功率为400W，刻蚀时间为1～7 min。