一种芯鞘型石墨烯纤维复合光电极及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种芯鞘型石墨烯纤维复合光电极及其制备方法，本发明专利技术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。本发明专利技术的制备方法包括：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。本发明专利技术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。本发明专利技术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。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于柔性光电转化器件材料领域，具体涉及一种芯鞘型石墨烯纤维复合光电极及其制备方法。
技术介绍
石墨烯是从石墨材料中剥离出来、由碳原子组成的只有一层原子厚度的二维晶体，因其具有优异的力学、光学、电学、热学性能以及独特的二维结构，引起了世界各国学者的广泛关注。为了推动石墨烯材料的实际应用，需将其制成一维的纤维、二维的薄膜以及三维的气凝胶等宏观组装结构。其中，石墨烯纤维以其良好的力学强度、柔韧性、导电性和可编织性，迅速成为石墨烯领域的研究热点之一。目前，石墨烯纤维已在光伏电池、超级电容器、柔性纤维状驱动器、固相微萃取、催化等方面显示出潜在的应用价值，如中国专利CN 103390507 B公布了一种石墨烯/铂纳米粒子复合纤维电极材料及其制备方法，以它为对电极的纤维状染料敏化太阳能电池达到了8.45%的光电转化效率，是迄今为止所报导的线状太阳能电池最高效率；中国专利CN 104916453 A公布了一种同轴石墨烯纤维超级电容器及其制备方法，该电容器比电容高、循环性良好、有很好的韧性；中国专利CN 104949609 A公开了一种石墨烯柔性传感器及其制造方法，该传感器具有优良形变能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种芯鞘型石墨烯纤维复合光电极，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。

【技术特征摘要】
1.一种芯鞘型石墨烯纤维复合光电极，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。2.一种芯鞘型石墨烯纤维复合光电极的制备方法，其特征在于，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。3.根据权利要求...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨政鹏，张春静，张雪峰，张春雷，赵威，牛宇涛，管学茂，
申请(专利权)人：河南理工大学，
类型：发明
国别省市：河南;41