一种镍硼氮共掺杂金刚石电极及其制备和应用制造技术

本发明专利技术提供了一种镍硼氮共掺杂金刚石电极，包括基体，设于所述基体表面的镍硼氮共掺杂金刚石薄膜层，所述镍硼氮共掺杂金刚石薄膜层包括设置于所述基体表面的平整结构层和设置于所述平整结构层表面的阵列凸起结构。该镍硼氮共掺杂金刚石电极的镍硼氮共掺杂金刚石薄膜层上含有阵列凸起结构，可以提供催化的比表面积；所述镍硼氮共掺杂金刚石电极具有很高的析氢电位、很强的电催化活性及物理化学稳定性，同时具备很低的自身电阻值，可以高选择性地电催化还原二氧化碳。本发明专利技术还提供了镍硼氮共掺杂金刚石电极的制备和应用。

A nickel boron nitrogen Co doped diamond electrode and its preparation and Application

The invention provides a nickel boron nitrogen Co doped diamond electrode, including a matrix, a nickel boron nitrogen Co doped diamond film layer on the surface of the matrix, and the nickel boron nitrogen Co doped diamond film layer including a flat structure layer arranged on the surface of the matrix and an array convex structure set on the surface of the Shu Ping whole structure layer. The Ni Boro n Co doped diamond electrode contains an array of convex structures on the diamond film layer, which can provide a catalytic specific surface area. The nickel boronitrogen Co doped diamond electrode has a high hydrogen evolution potential, strong electrocatalytic activity and physical chemical stability, and has a very low self resistance value. It can highly selective electrocatalytic reduction of carbon dioxide. The invention also provides the preparation and application of nickel boron nitrogen Co doped diamond electrode.

【技术实现步骤摘要】
一种镍硼氮共掺杂金刚石电极及其制备和应用
本专利技术涉及电化学
，具体涉及一种镍硼氮共掺杂金刚石电极及其制备和应用。
技术介绍
化石燃料作为一种主要的能源在全球范围内的大量使用导致温室气体二氧化碳(CO2)的大量排放。电催化还原CO2可以在常温常压下进行，产物易于通过改变反应条件进行调节，将CO2转化为C1：一氧化碳(CO)、甲烷(CH4)、甲醇(CH3OH)、甲酸(HCOOH)、甲醛(HCHO)；C2：乙醇(C2H5OH)、乙酸C2H4O2、乙烷(C2H6)；C3：丙醇(CH3CH2CH2OH)等物质，这样不仅可降低CO2的排放量，而且可将CO2转化为有价值的燃料或者化合物，实现CO2废物资源化，具有环境和经济双重效益，近年来受到高度重视。目前制约电催化还原CO2的因素主要是副产物较多、能量利用率低、催化剂活性低。一般来讲，金属电极材料催化活性高，但析氢电位较低，在电催化使用过程中容易发生析氢副反应，降低电流效率，且其成本高，容易失活性，不利于大面积的推广使用。例如，铜(Cu)是研究较多的一种电催化还原CO2的金属材料，其CO结合能适中，能将CO2彻底还原为CH4、C2H4等本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种镍硼氮共掺杂金刚石电极，其特征在于，包括基体，设于所述基体表面的镍硼氮共掺杂金刚石薄膜层，所述镍硼氮共掺杂金刚石薄膜层包括设置于所述基体表面的平整结构层和设置于所述平整结构层表面的阵列凸起结构。

【技术特征摘要】
1.一种镍硼氮共掺杂金刚石电极，其特征在于，包括基体，设于所述基体表面的镍硼氮共掺杂金刚石薄膜层，所述镍硼氮共掺杂金刚石薄膜层包括设置于所述基体表面的平整结构层和设置于所述平整结构层表面的阵列凸起结构。2.如权利要求1所述的镍硼氮共掺杂金刚石电极，其特征在于，所述阵列凸起垂直设置于所述平整结构层上。3.如权利要求1所述的镍硼氮共掺杂金刚石电极，其特征在于，所述阵列凸起的形状为棱柱状、针状或球状。4.如权利要求3所述的镍硼氮共掺杂金刚石电极，其特征在于，所述阵列凸起的形状为针状或球状，所述阵列凸起的顶端曲率半径为1-25nm。5.如权利要求1所述的镍硼氮共掺杂金刚石电极，其特征在于，所述平整结构层的厚度为100nm-5μm，所述阵列凸起的高度为50nm-2.5μm。6.一种镍硼氮共掺杂金刚石电极的制备方法，其特征在于，包括：取基体，对所述基体进行喷砂处理、超声处理和植晶处理；在植晶处理后的所述基体上沉积形成初始镍硼氮共掺杂金刚石薄膜层；将所述初始镍硼氮共掺杂金刚石薄膜层的表层进行刻蚀形成阵列凸起结构，得到镍硼氮共掺杂金刚石薄膜层，即得到镍硼氮共掺杂金刚石电极，所述镍硼氮共掺杂金刚石电极包括基体，设于所述基体表面的镍硼氮共掺杂金刚石薄膜层，所述镍硼氮共掺杂金刚石薄膜层包括设置于所述基体表...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐永炳，杨扬，谷继腾，李子豪，
申请(专利权)人：深圳先进技术研究院，
类型：发明
国别省市：广东,44