一种石墨-炭黑混合空气扩散阴极片的制备和应用制造技术

本发明专利技术公开了一种石墨-炭黑混合空气扩散阴极片的制备方法，空气扩散电极片是由依次层叠压合的扩散层、不锈钢网片和催化层构成的复合层结构，不锈钢网片为60目、0.1mm厚度的不锈钢网片，不锈钢网片内嵌有催化层材料；空气扩散电极片的制备包括：制备由石墨和导电炭黑混合而成的0.5mm薄片状催化层，制备由导电炭黑压压制、烧结而成的0.5mm薄片状扩散层，通过辊压使催化层嵌入到不锈钢网片中，将扩散层与不锈钢网片的另一面贴合辊压后与不锈钢网片紧密压合，从而制得复合层结构的空气扩散阴极片。将本发明专利技术制备得到的空气扩散阴极片用于电催化合成过氧化氢，具有较高的催化效率，平均电流效率在80％以上。

【技术实现步骤摘要】
201610031999

【技术保护点】
一种石墨‑炭黑混合空气扩散阴极片的制备方法，其特征在于：所述空气扩散电极片是由依次层叠压合的扩散层、不锈钢网片和催化层构成的复合层结构，所述不锈钢网片为60目、0.1mm厚度的不锈钢网片，所述不锈钢网片内嵌有催化层材料；所述空气扩散电极片按照以下步骤制备：步骤一、制备催化层，步骤如下：步骤1‑1)将粒径为40μm的纯度>99.9％的粉末状石墨和粒径为30nm的粉末状导电炭黑按照质量比为(1～7)：(4～1)混合形成碳粉混合物，将碳粉混合物在去离子水中超声洗净后烘干并与无水乙醇混合，混合碳粉与无水乙醇的质量体积比为1g:6mL，超声搅拌10min，在超声搅拌过程中，逐滴加入质量体积浓度为1.5g/mL的聚四氟乙烯乳液，碳粉混合物与聚四氟乙烯乳液的质量体积比为12g∶5mL；再超声搅拌10min；步骤1‑2)将步骤1‑1)获得的混合物质在80℃水浴条件下搅拌2h，使混合物质成为胶团状物质，揉捏该胶团状物质1～2min后将该胶团状物质辊压制成0.5mm的薄片A，在辊压的过程中喷洒蒸馏水以防止胶团干裂，该薄片A即为催化层；步骤二、制备扩散层，步骤如下：步骤2‑1)将粒径为30nm的粉末状导电炭黑在去离子水中超声洗净烘干后与无水乙醇混合，导电炭黑与无水乙醇的质量体积比为1g:16mL，超声搅拌10min，在超声搅拌过程中，逐滴加入质量体积浓度为1.5g/mL的聚四氟乙烯乳液，导电炭黑与聚四氟乙烯乳液的质量体积比为4g∶9mL；再超声搅拌10min；步骤2‑2)将步骤2‑1)获得的混合物质于80℃水浴条件下搅拌40min，使混合物质成为胶团状，揉捏该胶团状物质1～2min后将该胶团状物质辊压成0.5mm的薄片B，在辊压的过程中喷洒蒸馏水以防止胶团干裂；将所述薄片B置于马弗炉中，在340℃下加热25min，从而制得扩散层；步骤三、复合层的压合：将步骤一制备得到的催化层与所述不锈钢网片的一面贴合，通过辊压使催化层嵌入到所述不锈钢网片中，形成0.5mm的薄片；然后，将步骤二制备得到的扩散层与所述不锈钢网片的另一面贴合，通过辊压使所述扩散层与所述不锈钢网片紧密压合，从而制得复合层结构的空气扩散阴极片。...

【技术特征摘要】
1.一种石墨-炭黑混合空气扩散阴极片的制备方法，其特征在于：所述空气扩散电极片
是由依次层叠压合的扩散层、不锈钢网片和催化层构成的复合层结构，所述不锈钢网片为
60目、0.1mm厚度的不锈钢网片，所述不锈钢网片内嵌有催化层材料；所述空气扩散电极
片按照以下步骤制备：
步骤一、制备催化层，步骤如下：
步骤1-1)将粒径为40μm的纯度>99.9％的粉末状石墨和粒径为30nm的粉末状导电
炭黑按照质量比为(1～7)：(4～1)混合形成碳粉混合物，将碳粉混合物在去离子水中超
声洗净后烘干并与无水乙醇混合，混合碳粉与无水乙醇的质量体积比为1g:6mL，超声搅拌
10min，在超声搅拌过程中，逐滴加入质量体积浓度为1.5g/mL的聚四氟乙烯乳液，碳粉
混合物与聚四氟乙烯乳液的质量体积比为12g∶5mL；再超声搅拌10min；
步骤1-2)将步骤1-1)获得的混合物质在80℃水浴条件下搅拌2h，使混合物质成为
胶团状物质，揉捏该胶团状物质1～2min后将该胶团状物质辊压制成0.5mm的薄片A，在
辊压的过程中喷洒蒸馏水以防止胶团干裂，该薄片A即为催化层；
步骤二、制备扩散层，步骤如下：
步骤2-1)将粒径为30nm的粉末状导电炭黑在去离子水中超声洗净烘干后与无水乙醇
混合，导电炭黑与无水乙醇的质量体积比为1g:16mL，超声搅拌10min，在超声搅拌过程
中，逐滴加入质量...

【专利技术属性】
技术研发人员：李楠，安敬昆，王鑫，
申请(专利权)人：天津大学，
类型：发明
国别省市：天津;12