[发明专利]一种芯鞘型石墨烯纤维复合光电极及其制备方法

摘要

本发明公开了一种芯鞘型石墨烯纤维复合光电极及其制备方法，本发明以浸涂聚合物凝胶电解质的石墨烯纤维为内电极，将石墨烯/氢化TiO2纳米棒纤维顺序紧密缠绕在内电极上，构建所述的芯鞘型石墨烯纤维复合光电极。本发明的制备方法包括制备氧化石墨烯纤维；还原制备石墨烯纤维；制备石墨烯/氢化TiO2纳米棒纤维；最后将石墨烯/氢化TiO2纳米棒纤维顺序紧密缠绕在纤维电极上，即构建成所述的芯鞘型石墨烯纤维复合光电极。本发明制备的光电极具有制备简单、导电性好、可见光活性高、柔性好、可编织等优点。本发明可用于太阳能转化及有机废气光催化降解，在光电转化领域具有广泛的应用前景。

主权项

一种芯鞘型石墨烯纤维复合光电极的制备方法，其特征在于：所述的电极其内电极为表面浸涂聚合物凝胶电解质的石墨烯纤维，外电极为石墨烯/氢化TiO2纳米棒纤维，所述外电极顺序紧密缠绕在内电极上构建；所述芯鞘型石墨烯纤维复合光电极的制备方法，包括以下步骤：步骤1、将氧化石墨烯配制成10～20mg/ml的去离子水分散液，采用注射泵及Ø0.5～0.9mm的注射针头将分散液注入到凝固浴中，浸泡10～30min后，取出并自然干燥得到氧化石墨烯纤维，备用；步骤2、将步骤1制得的氧化石墨烯纤维置于还原氛围中，60～90℃下还原6~12h，得到石墨烯纤维；步骤3、将步骤2制得的石墨烯纤维浸涂聚合物凝胶电解质，得到凝胶电解质包裹的石墨烯纤维状电极，备用；步骤4、将步骤1制得的氧化石墨烯纤维置于钛酸丁酯‑去离子水‑盐酸混合溶液中，密闭于反应釜中，经过水热反应在石墨烯纤维表面修饰TiO2纳米棒，清洗干燥后在H2/Ar气氛中热处理即得石墨烯/氢化TiO2纳米棒纤维；步骤5、将步骤4制得的石墨烯/氢化TiO2纳米棒纤维顺序紧密缠绕在步骤3制得的纤维电极上，即构建成所述的芯鞘型石墨烯纤维复合光电极。