基于纳米CdS对尿酸的光催化氧化和铜(Ⅱ)配合物对氧的电催化还原的燃料电池性能

摘要 以纳米硫化镉薄膜修饰的铟锡氧化物电极(CdS/ITO)作光阳极,铜(Ⅱ)配合物[Cu(phen)(L-Trp)·(H2O)]+(phen=1,10-菲啰啉, L-Trp=L-色氨酸)修饰单壁碳纳米管(SWCNTs)电极作阴极,构建了光催化尿酸(UA)燃料电池,并研究了其性能及热处理温度的影响.结果表明,在40℃以下获得的纳米CdS修饰电极在320~550 nm波长区间显现明显的吸收和光伏响应,在可见光辐射下能光催化氧化UA;较高温度的热处理(200~300℃)却降低了纳米CdS对UA的光催化氧化活性.[Cu(phen)(L-Trp)(H2O)]+/SWCNTs电极在-0.131 V电位下呈现一对准可逆的氧化还原峰,并能电催化还原O2和H2O2.此外,基于UA在CdS/ITO电极上的光催化氧化及O2在[Cu(phen)(L-Trp)(H2O)]+/SWCNTs电极上的电催化还原,组装了UA(0.2 mmol/L)燃料电池,其在可见光照射(0.18 mW/cm2)下产生0.52 V开路电压, 13.08μA/cm2短路光电流,在0.41 V下呈现的最大功率密度为4.10μW/cm2