[发明专利]一种亲气疏气协同限域电极及其制备方法

权利要求书

1.一种亲气疏气协同限域电极，其特征在于：包括基底(1)、设置在所述基底(1)上的疏气电极(2)和设置在所述基底(1)上与所述疏气电极(2)相连的排气通道(3)；

所述疏气电极(2)用于发生电催化析气反应并在产生气泡时使所述气泡成核生长转移至所述排气通道(3)，所述排气通道(3)用于捕获吸收所述气泡并将所述气泡转移至亲气疏气协同限域电极边界排出；

所述排气通道(3)包括与所述疏气电极(2)连接的用于捕获吸收所述气泡的气泡入口(31)、用于运输所述气泡的超亲气条(32)和设置在所述亲气疏气协同限域电极边界处用于将所述气泡排出的气泡出口(33)；

所述排气通道(3)具有疏水性以隔绝位于所述排气通道(3)下部的基底与电解液接触。

2.根据权利要求1所述的一种亲气疏气协同限域电极，其特征在于：所述基底(1)和所述疏气电极(2)的材质为以下任意一种：碳纸、碳布、钛片、铂片、铜片和镍片。

3.根据权利要求1所述的一种亲气疏气协同限域电极，其特征在于：所述疏气电极(2)上设置疏气催化剂；

所述疏气催化剂用于使加速电催化析气反应及所述气泡成核生长。

4.根据权利要求3所述的一种亲气疏气协同限域电极，其特征在于：

所述基底(1)和所述疏气电极(2)的材质为以下任意一种：碳纸、碳布或钛片；

所述疏气催化剂为以下任意一种：Pt、Ni、Cu、铂化合物、镍化合物或铜化合物。

5.根据权利要求1所述的一种亲气疏气协同限域电极，其特征在于：所述排气通道(3)的材质为二氧化硅。

6.根据权利要求1所述的一种亲气疏气协同限域电极，其特征在于：所述排气通道(3)的形状为直线条、曲线条、圆条、折线条、网格条或T字形条。

7.根据权利要求1所述的一种亲气疏气协同限域电极，其特征在于：所述排气通道(3)包括若干个，所述疏气电极(2)的宽度小于所述排气通道(3)的宽度；

所述疏气电极(2)的宽度为10～1000微米，所述排气通道(3)宽度为50～1000微米。

8.一种亲气疏气协同限域电极制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、基底预处理：对基底(1)进行压平、打磨和清洗处理，并利用酸腐蚀或碱腐蚀去除表面氧化层后洗净备用；

S2、掩模版贴附：将掩膜贴附于所述基底(1)上，然后切割掉贴附于排气通道(3)位置上的所述掩膜；

S3、超疏水修饰：将所述基底(1)整体作超疏水修饰得到所述排气通道(3)，去除所述掩模版即得到亲气疏气协同限域电极。

9.根据权利要求8所述的一种亲气疏气协同限域电极制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

S1、基底预处理：对所述基底(1)进行压平、打磨和清洗处理，并利用酸腐蚀或碱腐蚀去除表面氧化层后洗净备用；

S2、掩模版贴附：将所述掩膜贴附于所述基底(1)上，然后切割掉贴附于所述排气通道(3)位置上的所述掩膜；

S3、超疏水修饰：将所述基底(1)整体作超疏水修饰得到所述排气通道(3)，去除所述掩模版即得到亲气限域电极；

S4、催化剂负载：将所述亲气限域电极置于待沉积催化剂的电沉积液中，利用电沉积在所述排气通道(3)之间的电极上负载疏气催化剂，即得到所述亲气疏气协同限域电极。

10.根据权利要求8或9任意一项所述的一种亲气疏气协同限域电极制备方法，其特征在于：

步骤S2中所述掩膜材质为聚对苯二甲酸乙二醇酯，所述掩膜切割方法为激光切割；

步骤S3中所述超疏水修饰是指将所述基底(1)浸入用正己烷稀释过的聚二甲基硅氧烷稀溶液中，取出晾置后放入疏水二氧化硅粉末中后固化，然后用乙醇冲洗掉多余的二氧化硅粉末，得到所述排气通道(3)。