本發(fā)明涉及一種通過(guò)陽(yáng)極氧化電沉積來(lái)制備陰極材料AgCuO₂的方法，屬于無(wú)機(jī)電極材料制備工藝技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

AgCuO₂是一種呈層狀晶體結(jié)構(gòu)的材料，其各原子間存在電荷離域的現(xiàn)象，部分Cu呈現(xiàn)+3價(jià)的特殊價(jià)態(tài)，因而，它也是一種導(dǎo)電性較好的電極材料，具有超高的充放電速率，可作為堿性二次電池的陰極材料，充放電時(shí)間可小于29秒。

迄今為止，AgCuO₂的制備主要是通過(guò)對(duì)前驅(qū)體Ag₂Cu₂O₃進(jìn)行化學(xué)氧化(臭氧、過(guò)硫酸鹽等)或電化學(xué)氧化得到，因此需要先制備前驅(qū)體Ag₂Cu₂O₃，再氧化得到產(chǎn)物AgCuO₂，然而，通過(guò)陽(yáng)極電沉積從相應(yīng)的鹽AgNO₃、Cu(NO₃)₂直接一步得到AgCuO₂的方法還未見(jiàn)報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的缺點(diǎn)和不足，提供一種簡(jiǎn)便高效的通過(guò)陽(yáng)極氧化電沉積來(lái)制備陰極材料AgCuO₂的方法。

通過(guò)陽(yáng)極氧化電沉積來(lái)制備陰極材料AgCuO₂的方法的步驟如下：

1)工作電極，即ITO導(dǎo)電玻璃的活化：用丙酮清洗ITO導(dǎo)電玻璃3～5次，再用去離子水將導(dǎo)電玻璃放在超聲波清洗器中清洗30～60min，接著將導(dǎo)電玻璃放在稀硝酸溶液中活化30～60s，最后用去離子水清洗，備用；

2)AgCuO₂薄膜電極的制備：將0.000375mol的AgNO₃和0.0003mol的Cu(NO₃)₂·3H₂O于一定量蒸餾水中攪拌溶解，攪拌中逐滴加入0.05mol的NH₃，使之與Ag⁺和Cu²⁺充分絡(luò)合至溶液呈深藍(lán)色澄清狀，后加入0.025mol NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH，最后補(bǔ)加蒸餾水得到體積為100mL的澄清電解液；以ITO導(dǎo)電玻璃為工作電極，鉑片電極為對(duì)電極，銀-氯化銀電極為參比電極，置于電解液中進(jìn)行恒電流沉積，電沉積所得樣品用去離子水沖洗后自然晾干，得到基于ITO導(dǎo)電玻璃的黑色AgCuO₂薄膜。

所述的恒電流沉積時(shí)實(shí)驗(yàn)水浴溫度40℃，施加陽(yáng)極恒電流為0.1A，沉積時(shí)間為1000～3000s。

本發(fā)明采用了陽(yáng)極電沉積的實(shí)驗(yàn)方法，通過(guò)施加合適的實(shí)驗(yàn)條件，得到了穩(wěn)定的具有片狀形貌的AgCuO₂薄膜晶體，實(shí)驗(yàn)設(shè)備簡(jiǎn)單、操作簡(jiǎn)便快速、常溫常壓下同一溶液中即可進(jìn)行。本發(fā)明還具有成本低、環(huán)境友好的優(yōu)點(diǎn)，有望進(jìn)行工業(yè)化生產(chǎn)。本發(fā)明制備得到的AgCuO₂均具有一定的晶面取向。

附圖說(shuō)明

圖1為實(shí)施例1中所得AgCuO₂的X射線衍射圖譜，其中，井號(hào)代表的是基底氧化銦的衍射峰；

圖2為實(shí)施例1中所得片狀形貌的AgCuO₂的掃描電鏡圖；

圖3為實(shí)施例1中所得AgCuO₂的電流密度-電位圖。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合附圖和具體實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步闡述和說(shuō)明。本發(fā)明中各個(gè)實(shí)施方式的技術(shù)特征在沒(méi)有相互沖突的前提下，均可進(jìn)行相應(yīng)組合。

實(shí)施例1

1)工作電極，即ITO導(dǎo)電玻璃的活化：用丙酮清洗ITO導(dǎo)電玻璃3次，再用去離子水將導(dǎo)電玻璃放在超聲波清洗器中清洗30min，接著將導(dǎo)電玻璃放在稀硝酸溶液中活化30s，最后用去離子水清洗，備用；

2)AgCuO₂薄膜電極的制備：將0.000375mol的AgNO₃和0.0003mol的Cu(NO₃)₂·3H₂O于一定量蒸餾水中攪拌溶解，攪拌中逐滴加入0.05mol的NH₃，使之與Ag⁺和Cu²⁺充分絡(luò)合至溶液呈深藍(lán)色澄清狀，后加入0.025mol NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH，最后補(bǔ)加蒸餾水得到體積為100mL的澄清電解液；以ITO導(dǎo)電玻璃為工作電極，鉑片電極為對(duì)電極，銀-氯化銀電極為參比電極，置于電解液中進(jìn)行恒電流沉積，實(shí)驗(yàn)水浴溫度40℃，施加陽(yáng)極恒電流為0.1A，沉積時(shí)間為1000s，電沉積所得樣品用去離子水沖洗后自然晾干，得到基于ITO導(dǎo)電玻璃的黑色AgCuO₂薄膜，備用；

3)將步驟2)所得基于ITO導(dǎo)電玻璃的黑色AgCuO₂薄膜進(jìn)行X-射線粉末衍射、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡表征，將從X-射線粉末衍射儀上所得的數(shù)據(jù)用Origin8軟件做XRD圖，如圖1所示，樣品為(-202)優(yōu)先取向；將從場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡上所得的圖片作為SEM圖，如圖2所示，所得AgCuO₂呈長(zhǎng)方體片狀微觀形貌；

4)將步驟2)所得基于ITO導(dǎo)電玻璃的黑色AgCuO₂薄膜分別進(jìn)行線性伏安掃描，通過(guò)分析還原峰位置、面積及其對(duì)應(yīng)的比容量來(lái)反映AgCuO₂薄膜電極的放電性能；放電性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)在三通電解槽中進(jìn)行，電解液為7M KOH溶液，電化學(xué)工作站型號(hào)為CHI660D，電壓掃描速度為0.1mV/s，實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)用Origin8軟件作電流密度-電壓圖，如圖3所示，通過(guò)計(jì)算還原峰的面積，該AgCuO₂薄膜具有較好的放電性能。

實(shí)施例2

1)工作電極，即ITO導(dǎo)電玻璃的活化：用丙酮清洗ITO導(dǎo)電玻璃3次，再用去離子水將導(dǎo)電玻璃放在超聲波清洗器中清洗30min，接著將導(dǎo)電玻璃放在稀硝酸溶液中活化30s，最后用去離子水清洗，備用；

2)AgCuO₂薄膜電極的制備：將0.000375mol的AgNO₃和0.0003mol的Cu(NO₃)₂·3H₂O于一定量蒸餾水中攪拌溶解，攪拌中逐滴加入0.05mol的NH₃，使之與Ag⁺和Cu²⁺充分絡(luò)合至溶液呈深藍(lán)色澄清狀，后加入0.025mol NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH，最后補(bǔ)加蒸餾水得到體積為100mL的澄清電解液；以ITO導(dǎo)電玻璃為工作電極，鉑片電極為對(duì)電極，銀-氯化銀電極為參比電極，置于電解液中進(jìn)行恒電流沉積，實(shí)驗(yàn)水浴溫度40℃，施加陽(yáng)極恒電流為0.1A，沉積時(shí)間為2000s，電沉積所得樣品用去離子水沖洗后自然晾干，得到基于ITO導(dǎo)電玻璃的黑色AgCuO₂薄膜，備用；

3)將步驟2)所得基于ITO導(dǎo)電玻璃的黑色AgCuO₂薄膜進(jìn)行X-射線粉末衍射、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡表征，將從X-射線粉末衍射儀上所得的數(shù)據(jù)用Origin8軟件做XRD圖，將從場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡上所得的圖片作為SEM圖，本例所得XRD圖、SEM圖與實(shí)施例1所得樣品的基本相同；

將步驟2)所得基于ITO導(dǎo)電玻璃的黑色AgCuO₂薄膜分別進(jìn)行線性伏安掃描，通過(guò)分析還原峰位置、面積及其對(duì)應(yīng)的比容量來(lái)反映AgCuO₂薄膜電極的放電性能；放電性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)在三通電解槽中進(jìn)行，電解液為7M KOH溶液，電化學(xué)工作站型號(hào)為CHI660D，電壓掃描速度為0.1mV/s，實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)用Origin8軟件作電流密度-電壓圖，結(jié)果與實(shí)施例1基本相同。

實(shí)施例3

1)工作電極，即ITO導(dǎo)電玻璃的活化：用丙酮清洗ITO導(dǎo)電玻璃3次，再用去離子水將導(dǎo)電玻璃放在超聲波清洗器中清洗30min，接著將導(dǎo)電玻璃放在稀硝酸溶液中活化30s，最后用去離子水清洗，備用；

2)AgCuO₂薄膜電極的制備：將0.000375mol的AgNO₃和0.0003mol的Cu(NO₃)₂·3H₂O于一定量蒸餾水中攪拌溶解，攪拌中逐滴加入0.05mol的NH₃，使之與Ag⁺和Cu²⁺充分絡(luò)合至溶液呈深藍(lán)色澄清狀，后加入0.025mol NaOH溶液調(diào)節(jié)溶液的pH，最后補(bǔ)加蒸餾水得到體積為100mL的澄清電解液；以ITO導(dǎo)電玻璃為工作電極，鉑片電極為對(duì)電極，銀-氯化銀電極為參比電極，置于電解液中進(jìn)行恒電流沉積，實(shí)驗(yàn)水浴溫度40℃，施加陽(yáng)極恒電流為0.1A，沉積時(shí)間為3000s，電沉積所得樣品用去離子水沖洗后自然晾干，得到基于ITO導(dǎo)電玻璃的黑色AgCuO₂薄膜，備用；

3)將步驟2)所得基于ITO導(dǎo)電玻璃的黑色AgCuO₂薄膜進(jìn)行X-射線粉末衍射、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡表征，將從X-射線粉末衍射儀上所得的數(shù)據(jù)用Origin8軟件做XRD圖，將從場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡上所得的圖片作為SEM圖，本例所得XRD圖、SEM圖與實(shí)施例1所得樣品基本相同；

將步驟2)所得基于ITO導(dǎo)電玻璃的黑色AgCuO₂薄膜分別進(jìn)行線性伏安掃描，通過(guò)分析還原峰位置、面積及其對(duì)應(yīng)的比容量來(lái)反映AgCuO₂薄膜電極的放電性能；放電性能測(cè)試實(shí)驗(yàn)在三通電解槽中進(jìn)行，電解液為7M KOH溶液，電化學(xué)工作站型號(hào)為CHI660D，電壓掃描速度為0.1mV/s，實(shí)驗(yàn)所得數(shù)據(jù)用Origin8軟件作電流密度-電壓圖，結(jié)果與實(shí)施例1基本相同。

以上所述的實(shí)施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，然其并非用以限制本發(fā)明。有關(guān)技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍的情況下，還可以做出各種變化和變型。如在AgCuO₂薄膜電極的制備時(shí)，各試劑的用量不一定按實(shí)施例中的數(shù)值，可以此數(shù)值按比例進(jìn)行擴(kuò)展。因此凡采取等同替換或等效變換的方式所獲得的技術(shù)方案，均落在本發(fā)明的保護(hù)范圍內(nèi)。