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专利号: 2018100175521
申请人: 阜阳师范大学
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:2023-08-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.电化学还原氧化石墨烯的方法,其特征在于,包括如下步骤:

(1)配置氧化石墨烯溶液;

(2)将步骤(1)中的氧化石墨烯溶液滴涂在FTO导电玻璃基底上;

(3)用电化学还原的方法制备还原氧化石墨烯。

2.根据权利要求1所述的电化学还原氧化石墨烯的方法,其特征在于,在步骤(1)中:用分析天平称取氧化石墨烯溶解于水,先超声,观察是否全溶解,待全溶解后,加入无水乙醇,得到氧化石墨烯溶液。

3.根据权利要求2所述的电化学还原氧化石墨烯的方法,其特征在于,在步骤(2)中:用移液枪移取步骤(1)中配置的氧化石墨烯溶液,滴到FTO导电玻璃基底上贴胶布的正方形内,滴好后,于红外线灯烘干;同样操作方法分别滴涂不同体积的氧化石墨烯溶液于FTO导电玻璃基底,以便制备不同含量的还原氧化石墨烯。

4.根据权利要求3所述的电化学还原氧化石墨烯的方法,其特征在于,在步骤(3)中:将步骤(2)中滴涂好的电极用电化学还原的方法将氧化石墨烯还原为还原氧化石墨烯;具体方法为:采用三电极体系,工作电极为步骤(2)中自制的滴涂有氧化石墨烯溶液的FTO导电玻璃基底,对电极为Pt电极,参比电极为Ag/AgCl;缓冲溶液是pH为7.4的0.1M PBS,具体配制方法如下:5.76g KH2PO4、20.64g Na2HPO4·12H2O和7.45g KCl溶解于1L二次水中,并用盐酸调pH至7.4即得;电位设为0到-1.4V,扫速为100mV/s。

5.根据权利要求1所述的电化学还原氧化石墨烯的方法,其特征在于,

在步骤(1)中:用分析天平称取2.3mg氧化石墨烯溶解于6mL水,先超声30-50min,观察是否全溶解,待全溶解后,加入4mL无水乙醇;

在步骤(2)中:用移液枪每次移取10μL步骤(1)中制备的氧化石墨烯溶液,滴到FTO导电玻璃基底上贴胶布的正方形内,正方形大小为0.6cm×0.6cm,滴好后,于红外线灯烘干,同样操作方法分别滴涂不同体积的氧化石墨烯溶液于FTO导电玻璃基底,制备不同含量的还原氧化石墨烯;

在步骤(3)中:将(2)滴涂好的电极用电化学还原的方法将氧化石墨烯还原为还原氧化石墨烯;具体方法为:采用三电极体系,工作电极为步骤(2)中自制的滴涂有氧化石墨烯溶液的FTO导电玻璃基底,对电极为Pt电极,参比电极为Ag/AgCl;缓冲溶液是pH为7.4的0.1M PBS,具体配制方法如下:5.76g KH2PO4、20.64g Na2HPO4·12H2O和7.45g KCl溶解于1L二次水中,并用盐酸调pH至7.4即得;电位设为0到-1.4V,扫速为100mV/s。

6.利用电化学还原氧化石墨烯制备的准固态染料敏化太阳电池,其特征在于,准固态染料敏化太阳电池采用如下步骤制备:(1)FTO的预处理:将FTO先用洗涤剂于超声波清洗器中超声40min;然后将洗涤液倒出,冲干净后再用二次水冲洗干净;接着在NaOH的异丙醇饱和溶液超声40min后,再在一次水中超声40min;最后用乙醇超声20min,氮气吹干,待用;

(2)配置液态电解质和准固态电解质;

(3)制备光阳极;

(4)制备对电极:包括配置氧化石墨烯溶液,配制好的氧化石墨烯溶液滴涂在FTO导电玻璃基底上,以及用电化学还原的方法制备还原氧化石墨烯;

(5)电池的封装。

7.根据权利要求6所述的利用电化学还原氧化石墨烯制备的准固态染料敏化太阳电池,其特征在于,在步骤(2)中:以重蒸的无水乙腈为溶剂,于手套箱中配制成LiI浓度为

0.1mol/L、I2浓度为0.05mol/L、DMPII浓度为0.6mol/L、TBP浓度为0.5mol/L的液态电解质,DMPII为1,2-二甲基-3-丙基碘化咪唑鎓,TBP为4-叔丁基吡啶;准固态电解质的制备方法如下:在上述液态电解质中加入浓度为5wt%的偏氟乙烯-全氟丙烯共聚物溶液,溶剂为3-甲基丙腈。

8.根据权利要求7所述的利用电化学还原氧化石墨烯制备的准固态染料敏化太阳电池,其特征在于,在步骤(3)中:载有厚度为15μmTiO2薄膜的FTO导电玻璃,浸入浓度为

0.05mol/L的TiCl4水溶液中,置于70℃的烘箱中半小时,取出后用去离子水冲洗、氮气吹干,然后放入马弗炉中在450℃退火,冷却至120℃,迅速将电极放入配制好的1mmol/LN719钌染料乙腈溶液中,静置16h后,取出电极,用无水乙腈清洗薄膜表面物理吸附的染料,氮气吹干。

9.根据权利要求8所述的利用电化学还原氧化石墨烯制备的准固态染料敏化太阳电池,其特征在于,在步骤(4)中:将3M胶贴在预处理后的FTO导电面上,使其贴成0.6cm×

0.6cm的正方形;用分析天平称取2.3mg氧化石墨烯溶解于6mL水,先超声30-50min,观察是否全溶解,待全溶解后,加入4mL无水乙醇;用移液枪每次移取10μL制备的氧化石墨烯溶液,滴到FTO导电玻璃基底上贴胶布的正方形内,滴好后,于红外线灯烘干,同样操作方法分别滴涂不同体积的氧化石墨烯溶液于FTO导电玻璃基底,制备不同含量的还原氧化石墨烯;采用三电极体系,工作电极为上述自制的滴涂有氧化石墨烯溶液的FTO导电玻璃基底,对电极为Pt电极,参比电极为Ag/AgCl;缓冲溶液是pH为7.4的0.1M PBS,具体配制方法如下:5.76g KH2PO4、20.64g Na2HPO4·12H2O和7.45g KCl溶解于1L二次水中,并用盐酸调pH至7.4即得;

电位设为0到-1.4V,扫速为100mV/s。

10.根据权利要求9所述的利用电化学还原氧化石墨烯制备的准固态染料敏化太阳电池,其特征在于,在步骤(5)中:将厚度为30μm的Surlyn薄膜置于对电极和染料敏化的TiO2光阳极之间,然后在热封仪中120℃条件下热压、粘住;冷至室温,在对电极背面的孔上滴加准固态电解质,使孔上的电解质全部进入电池内部,即完成电池封装。