一种仿生超疏水电极的制备方法、产品及应用

本发明涉及h2o2制备，特别是涉及一种仿生超疏水电极的制备方法、产品及应用。

背景技术：

1、过氧化氢(h2o2)具有显著的氧化性能，对环境友好，具有广泛的应用(包括造纸和纺织制造，以及通过废水的解毒和脱色来保护环境)。目前，h2o2是通过能源密集型蒽醌氧化工艺生产的，该工艺仅限于大型设施。考虑到h2o2的不稳定性质使得长距离运输具有挑战性和不安全性，h2o2的小规模分散电化学生产，能够在生成点使用，特别是电化学高级氧化工艺(eaop)已被开发并应用于水净化。通过注入氧的双电子还原原位产生的过氧化氢备受关注，过氧化氢是由注入氧的两电子还原原位生成的。

2、为了促进酸中双电子氧还原反应(2e-orr)，已经设计了广泛的电催化剂。在开发的电催化剂中，碳质材料由于其高丰度、低成本、可接受的稳定性和环境兼容性而成为水处理电化学过程中的首要选择；例如碳纳米结构催化剂的石墨烯和市售的碳基材料的石墨毡(gf)。然而，阻碍现场氧还原反应(orr)实施的主要障碍是其h2o2的产率不足，不能满足electro-fenton(ef)技术的要求。因此，提高阴极材料在酸性介质中的2e-orr电化学活性成为实际环境应用的先决条件。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种仿生超疏水电极的制备方法、产品及应用，以解决上述现有技术存在的阴极材料在酸性介质中的2e-orr电化学活性低的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

3、本发明技术方案之一，一种仿生超疏水电极的制备方法，包括以下步骤：通过常压或减压过滤的方式将乙炔黑和聚四氟乙烯负载在石墨毡上，之后干燥，煅烧，得到所述仿生超疏水电极。

4、本发明技术方案之二，一种根据上述的仿生超疏水电极的制备方法制备得到的仿生超疏水电极。

5、本发明技术方案之三，上述的仿生超疏水电极在酸中双电子氧还原反应制备过氧化氢中的应用。

6、本发明技术方案之四，一种酸中双电子氧还原反应制备过氧化氢的方法，阴极材料包括上述的仿生超疏水电极。

7、本发明公开了以下技术效果：

8、本发明以石墨毡gf作为基础电极，视作滤网截留乙炔黑和聚四氟乙烯，根据截留量控制负载量，之后经干燥、煅烧得到仿玫瑰花微结构的仿生超疏水电极。

9、将利用本发明方法制备得到的仿生超疏水电极作为阴极材料用于酸中双电子氧还原反应制备过氧化氢，具有高稳定性和高h2o2产率，在电fenton工艺中有很大的潜力，具有工业化应用前景。

技术特征：

1.一种仿生超疏水电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：通过常压或减压过滤的方式将乙炔黑和聚四氟乙烯负载在石墨毡上，之后干燥，煅烧，得到所述仿生超疏水电极。

2.根据权利要求1所述的仿生超疏水电极的制备方法，其特征在于，所述通过常压或减压过滤的方式将乙炔黑和聚四氟乙烯负载在石墨毡上具体为：将乙炔黑和聚四氟乙烯分散在乙醇水溶液中得到分散液；以石墨毡作为滤网过滤所述分散液，即实现乙炔黑和聚四氟乙烯在石墨毡上的负载。

3.根据权利要求2所述的仿生超疏水电极的制备方法，其特征在于，所述乙醇水溶液中乙醇的体积浓度为25％；所述分散液中乙炔黑的浓度为5-10％。

4.根据权利要求2所述的仿生超疏水电极的制备方法，其特征在于，所述聚四氟乙烯的添加量为所述乙炔黑质量的4％-12％。

5.根据权利要求1所述的仿生超疏水电极的制备方法，其特征在于，所述乙炔黑和聚四氟乙烯在所述石墨毡上的负载量为所述石墨毡质量的5％-13％；所述负载的压力为减压。

6.根据权利要求1所述的仿生超疏水电极的制备方法，其特征在于，所述干燥具体为：75-85℃下干燥1h；所述煅烧具体为：在360℃保温60min。

7.根据权利要求1所述的仿生超疏水电极的制备方法，其特征在于，所述石墨毡在负载乙炔黑和聚四氟乙烯前还包括经丙酮和酸超声脱脂的步骤。

8.根据权利要求1-7任一项所述的仿生超疏水电极的制备方法制备得到的仿生超疏水电极。

9.如权利要求8所述的仿生超疏水电极在酸中双电子氧还原反应制备过氧化氢中的应用。

10.一种酸中双电子氧还原反应制备过氧化氢的方法，其特征在于，阴极材料包括权利要求8所述的仿生超疏水电极。

技术总结本发明涉及H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;制备技术领域，特别是涉及一种仿生超疏水电极的制备方法、产品及应用。本发明方法包括以下步骤：通过减压过滤负载的方式将乙炔黑和聚四氟乙烯混合分散液负载在石墨毡上，之后干燥，煅烧，得到所述仿生超疏水电极。本发明以石墨毡GF作为基础电极，视作滤网截留乙炔黑和聚四氟乙烯，根据截留量控制负载量，之后经干燥、煅烧得到仿玫瑰花微结构的仿生超疏水电极。将利用本发明方法制备得到的仿生超疏水电极作为阴极材料用于酸中双电子氧还原反应制备过氧化氢，具有高稳定性和高H<subgt;2</subgt;O<subgt;2</subgt;产率，在电fenton工艺中有很大的潜力，具有工业化应用前景。技术研发人员：陈亚辉,穆金城,欧明,马旭东,颜菀旻受保护的技术使用者：塔里木大学技术研发日：技术公布日：2024/4/29