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专利号: 2013106240555
申请人: 天津理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-01-05
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种氧化石墨烯-纳米石墨粉复合物对电极的制备方法,其特征在于步骤如下:

1)氧化石墨烯的制备

将质量百分比浓度为98%的硫酸、鳞片状石墨和NaNO3混合均匀,冰水浴冷却到0℃,在强力搅拌下,缓慢加入KMnO4,并保证温度不超过20℃下搅拌10-50min,然后升温至

35-45℃,搅拌60min,此时反应体系变粘呈墨绿色,然后缓慢加入水,此时由于反应放出大量热而产生大量气泡,升温至98℃并保温15min,此时反应体系呈红棕色,自然冷却后加入H2O2,此时反应体系呈亮黄色悬浮液,静置后移除上层清液,将沉淀物用体积百分比浓度为

10%的盐酸反复洗三-四次,然后再用水将产物清洗直到pH为7,最后将产物置于50℃烘箱干燥,研磨成粉末即可;

2)氧化石墨烯-纳米石墨粉复合物的制备

将分子量为10,0000-100,0000的聚氧乙烯、色谱乙醇和水混合均匀制得溶液a,将氧化石墨烯、表面活性剂、乙醇和水混合均匀制得溶液b,将商购的粒径为20-100nm的纳米石墨粉、表面活性剂、乙醇和水混合均匀制得溶液c,将溶液a、溶液b和溶液c混合均匀并搅拌24小时,制得氧化石墨烯-纳米石墨粉复合物;

将制备的氧化石墨烯-纳米石墨粉复合物以800rpm/min的转速旋涂在清洗好的

1.5cm×2cm的导电玻璃上,然后在马弗炉中350℃烧结120min,制得对电极。

2.根据权利要求1所述氧化石墨烯-纳米石墨粉复合物对电极的制备方法,其特征在于:所述质量百分比浓度为98%的硫酸、鳞片状石墨、NaNO3、KMnO4、H2O和H2O2的用量比为

50-100ml:1-7g:0.1-3g:1-10g:100-500mL:1-10mL。

3.根据权利要求1所述氧化石墨烯-纳米石墨粉复合物对电极的制备方法,其特征在于:所述溶液a中聚氧乙烯、色谱乙醇和水的用量比为1-2g:20ml:20ml;溶液b中氧化石墨烯、表面活性剂、乙醇和水的用量比为10-100mg:50mg:3mL:2mL;溶液c中纳米石墨粉、表面活性剂、乙醇和水的用量比为50mg:50mg:3mL:2mL;溶液a、溶液b和溶液c的体积比为

1:2-5:2-5。

4.根据权利要求1所述氧化石墨烯-纳米石墨粉复合物对电极的制备方法,其特征在于:所述表面活性剂为F127,全名为聚(环氧乙烷-环氧丙烷-环氧乙烷)三嵌段共聚物。

5.一种如权利要求1所述氧化石墨烯-纳米石墨粉复合物对电极的应用,其特征在于用于染料敏化太阳能电池中的对电极,方法如下:

1)对电极的制备

将氧化石墨烯-纳米石墨粉复合物以800rpm/min的转速旋涂在导电玻璃上,然后用马弗炉于350℃烧结120min,制得对电极;

2)染料敏化太阳能电池的制备

将纳米晶二氧化钛浆料涂覆于上述导电玻璃表面,将高温烧结得到的二氧化钛薄膜加热至70-90℃后浸入光敏染料中吸附24-48小时形成二氧电极化钛薄膜并作为光阳极,将制得的对电极作为光阴极,在光阳极和对电极之间填充钴基电解质并封装。

6.根据权利要求5所述氧化石墨烯-纳米石墨粉复合物对电极的应用,其特征在于:所述钴基电解质的组成为0.25M邻菲罗啉钴(II)六氟化磷盐、0.05M邻菲罗啉钴(III)六氟化磷盐、0.1M二(三氟甲基磺酰)亚胺锂和1.0M叔丁基吡啶的乙腈溶液。