一种大孔电极及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN102234814A*(12)发明专利申请(10)申请公布号CN102234814A(43)申请公布日2011.11.09(21)申请号201010165862.1(22)申请日2010.05.06(71)申请人宁波大学地址315211浙江省宁波市风华路818号宁波大学材料科学与化学工程学院(72)发明人张瑞丰侯琳熙叶剑李文丽(74)专利代理机构宁波诚源专利事务所有限公司33102代理人袁忠卫(51)Int.Cl.C25B11/03(2006.01)C25B11/06(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图1页(54)发明名称一种大孔电极及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种大孔电极及其制备方法，所述大孔电极是由大孔径的三维SiO2超薄膜基体和掺杂锑的二氧化锡薄膜构成，所述二氧化锡以纳米超薄膜的形式覆于三维SiO2超薄膜上，制备过程为为先用环氧树脂制备三维骨架结构，再将三维骨架结构在正硅酸四乙酯中浸泡，用马弗炉焙烧即可得到三维SiO2超薄膜，然后结合溶胶/凝胶传统方法，以SnCl2/SbCl3的乙二醇混合溶液为浸渍液，将三维SiO2超薄膜浸入，通过分步水解、高温煅烧等处理，生成掺杂锑的二氧化锡纳米(ATO)薄膜附着在基体表面。本发明制得的大孔电极导电性强、耐氧化、耐腐蚀，用料省成本较低，可直接作为电极材料和电催化材料使用，并且电极的尺寸和形状可以调节，适合工业用途的需要。CN102348ACCNN110223481402234816A权利要求书1/1页1.一种大孔电极，其特征在于所述大孔电极是由大孔径的三维Si02超薄膜基体和掺杂锑的二氧化锡(ATO)薄膜构成，其中ATO的含量在50～85wt％范围，所述二氧化锡以纳米超薄膜的形式覆于三维Si02超薄膜表面，其中导电薄膜中锡与锑的原子比例为14∶1～9∶1，所述的大孔的孔径范围在100nm至2μm之间。2.根据权利要求1所述的大孔电极，其特征在于所述三维超薄结构Si02的孔隙率为50％～95％，比表面积为100～140m2.g-1，ATO薄膜的厚度为10～50纳米，大孔电极的的比表面积为65～120m2.g-1。3.一种大孔电极的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1)三维骨架模板的制备：将质量比为1∶4～4∶1的环氧树脂和聚乙二醇混合并且加热到40～90℃，搅拌5～15分钟成透明溶液后，迅速加入与环氧树脂质量比为1∶2～1∶10的多胺液体，搅拌均匀后倒入模具中定型，保持定型温度在40～90℃中1～10小时后形成白色的固状聚合物共混物，用纯水浸泡2～20小时后除去聚乙二醇相，留下三维骨架结构的环氧树脂，在室温下自然干燥1～5天；2)三维Si02超薄膜的制备：将步骤1制得的三维骨架结构的环氧树脂在正硅酸四乙酯中浸泡1～5小时，在氨水气氛中在30～60℃中暴露10～20小时后形成Si02/环氧树脂复合物，干燥1～5小时以除去生成的乙醇和吸附的氨水，在马弗炉中以5～10℃的升温速率升至600～900℃，保持10～60分钟即可得到三维Si02超薄膜；3)大孔电极的制备：将质量比为12∶1～8∶1的SnCl2·2H2O和SbCl3溶解在乙二醇中配成溶液，将上述SiO2超薄膜浸泡到溶液中至超薄膜逐渐变成透明，取出后在80～120℃的烘箱中烘1～3小时，然后在氨气氛中放置1～3小时后，再将样品放入马弗炉中在3小时内逐渐从200℃均匀升到400℃，随后将样品在稀氨水中浸泡0.5～1小时使氯化物原料完全水解，最后再放入马弗炉中400～700℃煅烧2小时，即形成大孔电极。4.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述步骤2能重复进行以增加三维Si02超薄膜的厚度或通过环己胺稀释正硅酸四乙酯来减少三维Si02超薄膜的厚度。5.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述步骤3能重复进行以增加纳米二氧化锡超薄膜的厚度。6.根据权利要求4所述的制备方法，其特征在于所述环己胺与正硅酸四乙酯的质量比为1∶3～3∶1。7.根据权利要求3或4或5所述的制备方法，其特征在于所述SnCl2·2H2O和SbCl3质量之和与乙二醇的质量比为1∶3～1∶1。8.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述聚乙二醇是分子量为600、1000、2000、4000或6000中的一种或两种。9.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述多胺液体为二乙烯三胺或三乙烯四胺。10.根据权利要求3所述的制备方法，其特征在于所述稀氨水浓度范围2～5wt％。2CCNN110223481402234816A说明书1/5页一种大孔电极及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及电极材料和电催化材料技术领域，尤其是一种以氧化锡锑纳米(以下简称ATO)薄膜作为电极材料的大孔电极及其制备方法。背景技术