[发明专利]纳米结构的Ti/TiO2复合电极及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种纳米结构的Ti/TiO₂复合电极的制备方法，将双氧水溶液、三聚氰胺与硝酸溶液混合，配制混合液，将经多步清洗后的金属Ti网浸入所述混合液中，经水热反应及后处理得到中间产物；混合液中，硝酸溶液和双氧水溶液的体积比为1:10～50，三聚氰胺与硝酸的摩尔比为0.005～0.01；中间产物经400～550℃热处理0.5～2h后，冷却得到所述的Ti/TiO₂复合电极。本发明制备得到的Ti/TiO₂复合电极具有电催化和光催化双重功能，该电极在充电过程中，对紫外光具有光敏感性，光生电子和空穴可促进Li₂O₂的分解，将其应用于锂‑空电池空气电极中，可用来降低锂‑空电池的过电位。

主权项

1.一种应用于锂-空电池空气电极的具有电催化和光催化双重功能的纳米结构的Ti/TiO2复合电极，其特征在于，所述的Ti/TiO2复合电极以Ti网为基体，通过氧化法将Ti网表面的Ti直接氧化成TiO2，所述的TiO2呈现纳米线结构，为锐钛矿相TiO2；所述锂-空电池以金属锂为负极，聚丙烯薄膜为隔膜，LiClO4的1,2-二甲氧基乙烷溶液为电解液；所述Ti/TiO2复合电极的制备方法，包括如下步骤：(1)将双氧水溶液、三聚氰胺与硝酸溶液混合，配制混合液，将经多步清洗后的金属Ti网浸入所述混合液中，经水热反应及后处理得到中间产物；所述混合液中，混合液中双氧水溶液的浓度为30wt％，硝酸溶液的浓度为63wt％；硝酸溶液和双氧水溶液的体积比为1:50，三聚氰胺与硝酸的摩尔比为0.01；所述金属Ti网经多步清洗的具体步骤为：将氢氟酸水溶液、硝酸溶液与水混合，配制清洗液，将金属Ti网置于所述清洗液中清洗5～30s后，再经超声清洗2～10min；所述氢氟酸水溶液的浓度为55wt％，硝酸溶液的浓度为63wt％，清洗液中氢氟酸水溶液、硝酸溶液与水的体积比为1:3:6；(2)步骤(1)得到的中间产物经400～550℃热处理0.5～2h后，冷却得到所述的Ti/TiO2复合电极。