[发明专利]一种纸基石墨烯-p型氧化亚铜复合材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种纸基石墨烯‑p型氧化亚铜复合材料的制备方法，首先以纸作为基底，利用原位还原法制备纸基石墨烯电极，然后通过电位溶出分析法在纸基石墨烯电极的电沉积区域沉积八面体形状的p型氧化亚铜，获得纸基石墨烯‑p型氧化亚铜复合材料。该制备方法简单、快速，有利于大批量生产。基于纸自身的纤维网络机构、石墨烯优良的导电性和p型氧化亚铜独特的八面体形貌，该纸基复合材料具有大的表面积、良好的导电性和较强的可见光吸收能力。这种独特的性能有利于极大地提高光电转换效率，使其在光电化学领域具有较高的应用价值。

主权项

1.一种纸基石墨烯‑p型氧化亚铜复合材料的制备方法，其特征是包括以下步骤：（1）制备纸基石墨烯电极：首先通过计算机软件设计纸基电极的疏水蜡打印图案，所使用的计算机软件是CorelDRAW或者Photoshop或者Adobe illustrator软件中的一种，所设计的纸基电极的形状为正方形，长和宽均为30 mm，白色的亲水区域分为三个功能区，其中上面的圆形区域为电沉积区域，直径为10 mm，中间的长方形区域为导电轨道，长为4 mm，宽为3.5 mm，下面的正方形区域为导电接触点，长和宽均为6 mm，周围灰色的区域为疏水区域；然后采用蜡打印机将设计好的图案打印在色谱纸上，并将打印过的色谱纸在130 ℃的烘箱中，恒温加热50秒，使蜡融化，形成疏水区域，最后在纸基电极的亲水区域利用原位还原法生长石墨烯，具体过程分为三步：第一步是首先利用Hummers方法制备氧化石墨烯，然后以二次水为溶剂，将制备的氧化石墨烯超声溶解，获得浓度为0.5‑2.0 mg/mL的氧化石墨烯分散液；第二步是采用“滴涂‑干燥”法首先在纸基电极亲水区域的正面滴涂第一步中获得的氧化石墨烯分散液，然后在室温下自然干燥，重复操作该“滴涂‑干燥”过程3‑5次，最后在纸基电极亲水区域的反面重复操作上述“滴涂‑干燥”过程2‑4次；第三步是利用原位还原法生长石墨烯，将第二步中获得的纸基电极放入含有10‑20 mL混合液的高压釜中，所述的混合液由质量分数为0.3%‑0.5%的水合肼和质量分数为0.05%‑0.2%的氨水组成，在80‑90 ℃条件下加热反应2‑4 h，自然冷却到室温后，用二次水洗涤，并在50 ℃条件下干燥40 min，获得纸基石墨烯电极；（2）制备纸基石墨烯‑p型氧化亚铜复合材料：以Ag/AgCl电极作为参比电极，铂电极作为对电极，步骤（1）中获得纸基石墨烯电极作为工作电极，利用三电极系统，通过电位溶出分析法，在纸基石墨烯电极的电沉积区域沉积八面体形状的p型氧化亚铜，沉积电解液由浓度为0.01‑0.03 M的乙酸铜和浓度为0.2‑0.6 M的乳酸组成，电解液的pH由浓度为0.1 M的氢氧化钠调节为9‑10，沉积电压为0.3‑0.6 V，沉积温度为50‑70 ℃，沉积时间为20‑40 min，沉积完成后，用二次水洗涤并将获得的纸基石墨烯‑p型氧化亚铜复合材料在室温下自然干燥。