一种改性氮掺杂炭电极及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及一种改性氮掺杂炭电极及其制备方法和应用，包括（1）对炭粉进行酸改性，过滤、洗涤、干燥得到酸改性炭粉；（2）将氮源与酸改性炭粉混匀，进行焙烧，得到的混合物研磨后过200目筛；（3）在过筛混合物中加入低碳醇、含氟聚合物混匀后，加热为膏状，压制于基体两侧；（4）冷压，再焙烧成型，得到成品电极。本发明专利技术制备的改性氮掺杂炭电极具有适宜的三维多孔结构和氮含量，不会板结造成氧气扩散受阻，使用稳定性好。该电极可以为氧气的传输提供适宜的反应通道，具有高效的过氧化氢生成能力。具有高效的过氧化氢生成能力。

【技术实现步骤摘要】
一种改性氮掺杂炭电极及其制备方法和应用


[0001]本专利技术属于水污染治理
，具体涉及一种改性氮掺杂炭电极及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]随着新环保法的出台，国家及各个地方对污水排放日益严格，在这样的背景下，各种水处理技术应用而生。其中，高级氧化技术具有氧化速率快、处理效率高等优点。因此，在众多的水处理技术中脱颖而出。在高级氧化技术中，电催化氧化技术凭借操作方便、无添加、不产生二次污染、高效等优点逐渐崭露头角。电极材料是电催化氧化的核心，越来越多的研究者将重点放在研发高性能、高稳定性的阴极材料上。
[0003]专利CN109666949A公开了一种钴氧化物和氮掺杂的介孔活性炭电极的制备方法，即首先通过一锅法制备了以介孔活性炭为基体的催化剂前驱体，通过退火得到多元掺杂的活性炭催化剂，然后经过醇分散并压制得到电极。但所制备的电极中存在金属钴，电解过程中可能存在金属流失，造成水体二次污染的风险。另外，单纯的压制步骤使得所制备的电极会因为后期的电解水副反应造成电极损害问题。
[0004]专利CN105601003A公本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种改性氮掺杂炭电极的制备方法，其特征在于包括如下步骤：（1）对炭粉进行酸改性，过滤、洗涤至中性，干燥得到酸改性炭粉；（2）将氮源与酸改性炭粉混匀，进行焙烧，得到的混合物研磨后过200目筛；（3）在过筛混合物中加入低碳醇、含氟聚合物混匀后，加热使其变为膏状物，将膏状物压制于基体两侧；（4）将步骤（3）电极进行冷压，再焙烧成型，得到成品电极。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的炭粉为椰壳炭粉、焦油炭粉、乙炔炭黑、竹炭粉、碳纳米管中的至少一种。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）中所述的酸为无机酸，优选硝酸、硫酸、盐酸、磷酸中的至少一种，更优选为硝酸、硫酸中的至少一种；酸改性采用质量分数为15%
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30%的酸溶液，用量为没过炭粉即可。4.根据权利要求1或3所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述酸改性的温度为60
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90℃，时间为60
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180min。5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述过滤采用抽滤，洗涤采用去离子水反复冲洗，洗涤至中性；干燥温度为70
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120℃，干燥时间为1
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6h。6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述氮源为双氰胺、三聚氰胺、二氢二胺、氨水中的至少一种。7.根据权利要求1或6所述的方法，其特征在于：步骤（2）中所述氮源加入量与炭粉的质量比为1:10
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1:20。8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于步骤（2）中所述的焙烧温度为300
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800℃，优选为500
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600℃，焙烧时间1
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3h。9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）中所述的低碳醇为碳原子数低于4的一元醇，优选甲醇、乙醇、异丙醇、正丙醇中的至少一种。10.根据权利要求1或9所述的方法，其特征在于：步骤（3）中所述的低碳醇的加入量与炭粉的质量比为10:...

【专利技术属性】
技术研发人员：谭向东，王雪清，陈天佐，马传军，李宝忠，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司大连石油化工研究院，
类型：发明
国别省市：