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专利号: 2023103474738
申请人: 山东科技大学
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:2023-12-11
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种通过自组装技术制备氧化钛薄膜柔性电极的方法,其特征在于,包括以下步骤:(1)以石墨烯为模板制备二维TiO2 纳米片:

将少层石墨烯和少量表面活性剂分散至无水乙醇并继续超声;加入苯甲醇和去离子水,然后将混合好的溶液放到磁力搅拌器上水浴搅拌;其中,石墨烯和表面活性剂的质量比为10:1;

分次少量取钛酸四丁酯并逐滴加入混合溶液中,继续搅拌;用酒精洗涤抽滤得粉体,常温下干燥,以4℃/min升至300℃,保温2小时,再以4℃/min升至500℃,保温5小时;干燥后研磨,获得二维TiO2 纳米片;

其中,石墨烯和钛酸四丁酯的摩尔比为1:10;

(2)利用液氮冷冻干燥技术改性二维TiO2纳米片堆积结构:

将步骤(1)获得的TiO2纳米片粉体,用去离子水均匀超声分散,形成0.2mg/ml的悬浊液,置于真空液氮冷冻干燥机中干燥数小时后得到表面呈孔状结构的TiO2纳米片;

(3)通过自组装技术将二维TiO2纳米片结构转移至PET基底表面:

将步骤(2)获得的TiO2纳米片分散在异丙醇中形成2mg/mL的悬浊液,将PET基片放入容器中,依次倒入去离子水、正己烷,形成分层界面,将悬浊液匀速滴入分界面处,利用去离子水和正己烷的密度差形成稳定的液膜,用镊子小心缓慢提取出PET基片,使其液膜附着在PET基片上,于60℃下烘干;

(4)多层薄膜的制备,将附着TiO2纳米片的PET重复步骤(3)的操作,获得具有高电化学活性的氧化钛薄膜柔性电极。

2.根据权利要求1所述的一种通过自组装技术制备氧化钛薄膜柔性电极的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,钛酸四丁酯与苯甲醇、无水乙醇和去离子水的摩尔比为0.5~2:5:

100:5。

3.根据权利要求1所述的一种通过自组装技术制备氧化钛薄膜柔性电极的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,表面活性剂为烷基苯磺酸盐类阴离子表面活性剂。

4.根据权利要求1所述的一种通过自组装技术制备氧化钛薄膜柔性电极的方法,其特征在于,所述步骤(1)中,放到磁力搅拌器上水浴搅拌1小时的温度为0℃。

5.根据权利要求1所述的一种通过自组装技术制备氧化钛薄膜柔性电极的方法,其特征在于,所述步骤(2)中,真空液氮冷冻干燥机温度为‑50℃下,干燥时间为5~12小时。

6.根据权利要求1所述的一种通过自组装技术制备氧化钛薄膜柔性电极的方法,其特征在于,所述步骤(3)中,聚对苯甲二酸乙二醇酯基片在使用前进行如下预处理:将聚对苯甲二酸乙二醇酯基片依次在丙酮、去离子水、乙醇中超声去除表面杂质,烘干后将其放入异丙醇中浸泡,取出在80°C下烘干。

7.根据权利要求1所述的一种通过自组装技术制备氧化钛薄膜柔性电极的方法,其特征在于,所述步骤(4)中,多层薄膜的制备重复2~4次自组装转移。