[发明专利]一种聚（5-三氟甲基-1，3-苯二胺）/片状铂粒子球薄膜的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铂粒子球薄膜的制备方法。 

背景技术

自从O′Regan和Gratzel在1991年报道了相对高的太阳能转换效率为8％～11％的染料敏化太阳能电池(DSSC)，DSSCs已引起了广泛的科学和技术的兴趣。DSSCs由于其的高转换效率以及低成本，已经成为最有前途的的光伏器件之一。一般来说，DSSC包括三个主要部分组成：一块染料覆盖的纳米晶二氧化钛薄膜的透明导电玻璃基底，I^-/I₃^-的有机溶剂作为电解质，和一个对电极。高电化学活性的对电极是一个增强DSSC性能的重要条件，其主要用于收集电子，还有一个主要作用是催化作用，加快I^-/I₃^-以及阴极电子之间的电子交换速度，因此需要进行对电极的修饰，以提高其催化性能。目前主要采用的修饰方法是铂修饰，通常由负载有铂催化剂的导电玻璃构成，铂可使对电极电解液界面上的电荷迁移快速高效进行，抑制暗电流，提高电池的开路电压。但是铂的昂贵和稀有，导致这种电极制备成本较高。聚苯胺及其衍生物由于其易合成，高导电性，和独特的氧化还原性质，作为对电极是很有潜力的导电聚合物之一。 

发明内容

本发明的目的是为了解决现有铂电极作为对电极成本高问题，而提供一种聚(5-三氟甲基-1，3-苯二胺)/片状铂粒子球薄膜的制备方法。

本发明的一种聚(5-三氟甲基-1，3-苯二胺)/片状铂粒子球薄膜的制备方法是按照以下步骤进行的： 

一、将导电玻璃浸入水中，超声处理10～20min，然后取出用水清洗1～2次；将上述清洗后的导电玻璃浸入丙酮溶液中，超声处理10～20min，然后取出用水清洗1～2次；再浸入蒸馏水中，超声处理10～20min，然后在50℃～80℃温度下干燥0.5～2min；其中，超声处理的超声频率为40～50KHz； 

二、取纯铂片放入浓硝酸中，加热至沸腾后保持1～3min，然后冷却至室温，待用； 

三、以经步骤一处理后的导电玻璃作为工作电极，以经步骤二处理的纯铂片作为对电极，另取Ag/AgCl电极作为参比电极，置于电解液中，使用循环伏安法，在电压为-0.5～1.8V，扫描速度为15～25mV/s^-1，电压循环次数为55次的条件下，进行电化学聚合，即得聚(5-三氟甲基-1，3-苯二胺)薄膜； 

四、以步骤三得到的聚(5-三氟甲基-1，3-苯二胺)薄膜为工作电极，以经步骤二处理的纯铂片作为对电极，另取Ag/AgCl电极作为参比电极，置于电解液B中，使用循环伏安法，在电压为-0.5～1.8V，扫描速度为15～25mV/s^-1，电压循环次数为10～40次的条件下，进行电化学聚合，即得聚(5-三氟甲基-1，3-苯二胺)/片状铂粒子球薄膜；其中，步骤三所述的电解液A为0.1～0.5mol/L的5-三氟甲基-1，3-苯二胺的硫酸溶液；步骤四所述的电解液B为0.001～0.01mol/L的铂氯酸溶液。 

本发明的有益效果为：通过电化学方法合成了聚(5-三氟甲基-1，3-苯二胺)薄膜，并以该聚苯胺薄膜为基底诱导形成片层球状铂粒子膜。聚(5-三氟甲基-1，3-苯二胺)/片状铂粒子球薄膜作为染料敏化太阳能电池的对电极，相对于热解法镀铂有着载铂量低，催化活性强的作用。 

附图说明

图1试验5得到的热解法制备的Pt对电极SEM形貌； 

图2试验1得到的聚(5-三氟甲基-1，3-苯二胺)/片状铂粒子球薄膜SEM形貌； 

图3试验1得到的聚(5-三氟甲基-1，3-苯二胺)/片状铂粒子球薄膜放大80倍的SEM形貌； 

图4试验2得到的聚(5-三氟甲基-1，3-苯二胺)/片状铂粒子球薄膜SEM形貌； 

图5试验2得到的聚(5-三氟甲基-1，3-苯二胺)/片状铂粒子球薄膜放大80倍的SEM形貌； 

图6试验3得到的聚(5-三氟甲基-1，3-苯二胺)/片状铂粒子球薄膜SEM形貌； 

图7试验3得到的聚(5-三氟甲基-1，3-苯二胺)/片状铂粒子球薄膜放大80倍的SEM形貌； 

图8试验4得到的聚(5-三氟甲基-1，3-苯二胺)/片状铂粒子球薄膜SEM形貌； 

图9试验4得到的聚(5-三氟甲基-1，3-苯二胺)/片状铂粒子球薄膜放大80倍的SEM形貌；