空气阴极及制备方法和污水处理系统技术方案

本发明专利技术提出了空气阴极及制备方法和污水处理系统，以及碳基材料在制备催化剂中的用途。该空气阴极包括：扩散层；催化剂层，所述催化剂层含有如前所述的催化剂，所述催化剂层设置在所述扩散层的一侧；以及集电层，所述集电层以及所述催化剂层设置在所述扩散层的同侧。该空气阴极结构简单，无需复杂的操作即可实现制备，可以在较低的电位下，实现通过阴极还原反应制备过氧化氢。

Air cathode and its preparation method and sewage treatment system

The invention provides an air cathode, a preparation method and a sewage treatment system, and the use of the carbon based material in the preparation of the catalyst. The air cathode comprises a diffusion layer and a catalyst layer, wherein the catalyst layer contains a catalyst as described previously, the catalyst layer is placed on the side of the diffusion layer, and the collector layer, the collector layer and the catalyst layer are arranged on the same side of the diffusion layer. The air cathode is simple in structure and can be prepared without complex operation. Hydrogen peroxide can be prepared by cathodic reduction reaction at a lower potential.

【技术实现步骤摘要】
空气阴极及制备方法和污水处理系统
本专利技术涉及环境、材料、能源领域，具体地，本专利技术涉及空气阴极及制备方法和污水处理系统，以及碳基材料在制备催化剂中的用途。
技术介绍
过氧化氢是一种清洁的强氧化剂，在纺织、化工等行业都得到了广泛应用。由于过氧化氢的氧化能力强、氧化产物绿色清洁，因此也用于污水的深度处理，特别是在处理难降解污染物、实现污水的脱色与消毒等方面，均发挥了重要的作用。然而，目前制备过氧化氢的主要方法是蒽醌氧化法，然而这种方法具有成本高、污染严重等诸多缺点。而基于电化学催化，通过电解水制备过氧化氢的方法，也由于催化剂较为昂贵、产过氧化氢电位过高等原因，难以实现实际应用。因此，目前用于制备过氧化氢的催化剂、电极以及污水处理系统，仍有待改进。
技术实现思路
本专利技术是基于专利技术人对以下事实的认识和发现而做出的：氧还原反应是一种广泛应用于电化学系统与生物电化学系统的电极反应，其阴极反应的反应过程分为两电子还原途径与四电子还原途径。其中，两电子还原途径的氧还原反应的产物为过氧化氢。与四电子还原途径不同的是，目前基于两电子还原途径的还原反应，其还原电位的影响因素以及各种影响因素(如电本文档来自技高网...

【技术保护点】
碳黑、石墨烯以及氧掺杂石墨烯在制备催化剂中的用途，所述催化剂用于电催化产过氧化氢。

【技术特征摘要】
1.碳黑、石墨烯以及氧掺杂石墨烯在制备催化剂中的用途，所述催化剂用于电催化产过氧化氢。2.一种空气阴极，其特征在于，包括：扩散层；催化剂层，所述催化剂层含有如权利要求1所述的催化剂，所述催化剂层设置在所述扩散层的一侧；以及集电层，所述集电层以及所述催化剂层设置在所述扩散层的同侧。3.根据权利要求2所述的空气阴极，其特征在于，进一步包括：支撑层，所述支撑层设置在所述扩散层以及所述催化剂层之间，所述集电层设置在所述催化剂层远离所述支撑层的一侧，所述支撑层是由不锈钢或金属钛形成的。4.根据权利要求2所述的空气阴极，其特征在于，所述扩散层包括碳黑。5.根据权利要求2所述的空气阴极，其特征在于，所述空气阴极产过氧化氢的阴极电势不高于-0.4V。6.一种制备权利要求2-5任一项所述的空气阴极的方法，其特征在于，包括：(1)在集电层的一侧设置扩散层；以及(2)在所述集电层远离所述扩散层的一侧设置催化剂层，其中，所述扩散层以及所述催化剂层是分别独立地...

【专利技术属性】
技术研发人员：张潇源，董恒，黄霞，刘小婉，梁鹏，徐婷，王秋莹，
申请(专利权)人：清华大学，
类型：发明
国别省市：北京,11