多层级纳米孔金属基柔性薄膜气体扩散电极及其制备方法与应用与流程

文档序号:21960829发布日期:2020-08-25 18:44阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种多层级纳米孔金属基柔性薄膜气体扩散电极的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:将柔性薄膜裁剪,依次用丙酮、乙醇、去离子水清洗、烘干备用;

步骤2:用物理真空方法在柔性薄膜的一侧沉积金属膜;

步骤3:使用晶格膨胀和收缩策略来构建分层的纳米孔结构:金属x膜在溶液中发生阳极氧化,金属x纳米粒子转化为金属盐或金属氧化物微米畴,使得金属晶格体积发生膨胀;随后的阴极还原将负离子或氧原子从金属盐或金属氧化物中去除,使其还原为金属单质,使得晶格原位收缩,导致在畴界处形成畴界通道/间隙,以及由于晶格收缩和负离子或氧原子损失而导致的畴内小孔,即得多层级纳米孔金属基柔性薄膜气体扩散电极。

2.如权利要求1所述的多层级纳米孔金属基柔性薄膜气体扩散电极的制备方法,其特征在于,所述金属包括银,金、铜、锡、铋、镍中的任意一种。

3.如权利要求1所述的多层级纳米孔金属基柔性薄膜气体扩散电极的制备方法,其特征在于,所述步骤1中的柔性薄膜为米多孔聚丙烯膜。

4.如权利要求1所述的多层级纳米孔金属基柔性薄膜气体扩散电极的制备方法,其特征在于,所述步骤2中的物理真空方法包括电子束蒸发法、热蒸镀法和磁控溅射法中的任意一种。

5.一种多层级纳米孔银基薄膜气体扩散电极的制备方法,其特征在于,包括以下步骤:

步骤1:将纳米多孔聚丙烯膜裁剪,依次用丙酮、乙醇、去离子水清洗、烘干备用;

步骤2:用物理真空方法在聚丙烯薄膜的一侧沉积银膜;

步骤3:使用晶格膨胀和收缩策略来构建分层的纳米孔结构:银膜在盐酸水溶液中发生阳极氧化,ag纳米粒子转化为agcl微米畴;随后的阴极还原将氯原子从agcl晶格中去除,导致在畴界处形成畴界通道/间隙,以及由于晶格收缩和氯离子损失而导致的畴内小孔,即得多层级纳米孔银基薄膜气体扩散电极。

6.如权利要求5所述的多层级纳米孔银基薄膜气体扩散电极的制备方法,其特征在于,所述步骤1中纳米多孔聚丙烯膜的孔径在15~800nm。

7.如权利要求5所述的多层级纳米孔银基薄膜气体扩散电极的制备方法,其特征在于,所述步骤2中银膜厚度为600~1800nm。

8.如权利要求5所述的多层级纳米孔银基薄膜气体扩散电极的制备方法,其特征在于,所述步骤2中银膜是由不规则的银纳米颗粒紧密堆积而成,所述银纳米颗粒的粒径为10~1000nm。

9.如权利要求5所述的多层级纳米孔银基薄膜气体扩散电极的制备方法,其特征在于,所述步骤3中agcl微米畴的尺寸为0.1~2.5μm;所述步骤3中畴界通道/间隙的尺寸为10~1200nm;所述步骤3中畴内小孔的平均大小为10~200nm。

10.权利要求5~9任一项所述方法制备的多层级纳米孔银基薄膜气体扩散电极。

11.权利要求10所述的多层级纳米孔银基薄膜气体扩散电极在co2rr反应中的应用。

12.权利要求10所述的多层级纳米孔银基薄膜气体扩散电极在oer反应中的应用。

13.如权利要求11所述的应用,其特征在于,所述应用为将还原co2为co、醇、酸、烷烃或烯烃。


技术总结
本发明公开了一种多层级纳米孔金属基柔性薄膜气体扩散电极的制备方法,包括以下步骤:步骤1:将柔性薄膜裁剪,依次用丙酮、乙醇、去离子水清洗、烘干备用;步骤2:用物理真空方法在柔性薄膜的一侧沉积金属膜;步骤3:使用晶格膨胀和收缩策略来构建分层的纳米孔结构:金属膜在溶液中发生阳极氧化,金属纳米粒子转化为金属盐或金属氧化物微米畴,使得金属晶格体积发生膨胀;随后的阴极还原将负离子或氧原子从金属盐或金属氧化物中去除,使其还原为金属单质,使得晶格原位收缩,导致在畴界处形成畴界通道/间隙,以及由于晶格收缩和负离子或氧原子损失而导致的畴内小孔,即得多层级纳米孔金属基柔性薄膜气体扩散电极。本发明的原料廉价,制备方法简单高效,十分有利于工业化应用。

技术研发人员:林柏霖;肖彦军;钱瑶
受保护的技术使用者:上海科技大学
技术研发日:2020.05.27
技术公布日:2020.08.25
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