一种沸石咪唑有机骨架结构ZnS对电极的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109741947A(43)申请公布日2019.05.10(21)申请号201910025404.9(22)申请日2019.01.10(71)申请人东南大学地址210000江苏省南京市江宁区东南大学路2号(72)发明人王育乔赵永强任雨张亚轩孙岳明(74)专利代理机构南京苏高专利商标事务所(普通合伙)32204代理人柏尚春(51)Int.Cl.H01G9/042(2006.01)H01G9/048(2006.01)H01G9/20(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种沸石咪唑有机骨架结构ZnS对电极的制备方法(57)摘要本发明提供了一种沸石咪唑有机骨架结构ZnS对电极的制备方法，具体步骤包括：a.将ZIF-8粉末制作成靶材。b.将步骤a中靶材放到激光脉冲镀膜系统中在导电基底上镀膜。c.将步骤b中镀膜后的导电基底置于管式炉中，通过化学气相沉积进行硫化，即得到基于导电基底的沸石咪唑有机骨架的ZnS电极。本发明改善了传统过渡金属硫化物的导电性差的缺点，多孔的骨架结构增大了材料的比表面积，提供了大量的活性位点，有利于电解液的渗透。将该电极用于组装染料敏化太阳能电池，光电转化效率可达8.20％。CN109741947ACN109741947A权利要求书1/1页1.一种沸石咪唑有机骨架结构ZnS对电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a.基于导电基底的模板的制备：将具有沸石咪唑有机骨架的ZIF-8材料制成靶材，在导电基底上镀膜，得到基于导电基底的有机骨架薄膜模板；b.具有沸石咪唑有机骨架ZnS对电极的制备：通过化学气相沉积方法，在管式气氛炉中对步骤a中制得的模板进行硫化处理，得到基于导电基底的具有咪唑有机骨架结构的ZnS。2.根据权利要求1所述的沸石咪唑有机骨架结构ZnS对电极制备方法，其特征在于：所述步骤a中在导电基底上镀膜是通过激光脉冲沉积方法镀在导电基底上，具体为：将制好的ZIF-8靶材固定在金属靶盘上，将导电基底固定在衬底上；调整激光脉冲次数和镀膜温度，镀膜至厚度为3-30nm。3.根据权利要求2所述的沸石咪唑有机骨架结构ZnS对电极的制备方法，其特征在于，所述激光脉冲次数为2000-5000次，镀膜温度为250-450℃。4.根据权利要求1所述的沸石咪唑有机骨架结构ZnS对电极的制备方法，其特征在于，所述沸石咪唑有机骨架结构ZIF-8靶材的制备方法为：将ZIF-8粉末中加入5滴松油醇，研磨6h，使用压片机在20MPa压力下压片1min，取出后在马弗炉中200℃干燥2h。5.根据权利要求1所述的沸石咪唑有机骨架结构ZnS对电极制备方法，其特征在于，所述导电基底是以掺氟导电玻璃作为导电基底。6.根据权利要求1所述的沸石咪唑有机骨架结构ZnS对电极制备方法，其特征在于：所述步骤b中硫化处理的具体方法为：将制得的镀膜后的导电基底放置在管式炉中，同时放入过量硫源，打开真空泵抽至真空，持续通入氩气调整气压，使气压稳定在30kPa；调整管式炉温度，待温度升到反应温度时，将硫源加热融化后开始硫化，反应结束即得到基于导电基底生长的沸石咪唑有机骨架的ZnS电极。7.根据权利要求6所述的沸石咪唑有机骨架结构ZnS对电极制备方法，其特征在于，所述管式炉中硫化方法中，硫化反应温度为350-550℃，硫化时间为10min。8.根据权利要求6所述的沸石咪唑有机骨架结构ZnS对电极制备方法，其特征在于，所述步骤b中，硫源为升华硫粉末。2CN109741947A说明书1/4页一种沸石咪唑有机骨架结构ZnS对电极的制备方法技术领域[0001]本发明属于高效光电催化电极制备技术领域，具体涉及一种沸石咪唑有机骨架结构ZnS对电极的制备方法。背景技术[0002]染料敏化太阳能电池因其制作简单、成本低廉、环境友好等优点，在太阳能转化领域得到了很大的应用。染料敏化太阳能电池其主要由光阳极，电解质和对电极组成。其中贵金属铂作为对电极时，具有良好的导电性和催化活性，但其成本较高，难以进行大规模的商业应用。过渡金属硫化物是一类很有发展前景的对电极材料，其中锰、钴、镍等硫化物研究较为广泛，具有良好的催化性能；锌的硫化物由于其导电性差，不耐腐蚀，作为对电极研究相对较少。本发明将具有沸石咪唑有机骨架结构的ZIF-8作为模板，通过使用激光脉冲镀膜方法镀到导电基底上，随后在管式炉中通过化学气相沉积方法硫化，得到具有沸石咪唑有机骨架结构的ZnS，可直接作为染料敏化太阳能电池对电极使用。组装成电池后通过利用太阳光模拟器对其进行测试，发现其具有较高的光电转化性能。发明内容[0003]发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明提供一种沸石咪唑有机骨架结构ZnS对电极的制备方法，通过激光脉冲镀