[發明專利]一種摻雜四氧化三鐵@活性炭的氣體擴散電極及其制備方法與應用

有效

• 申請號: 201610125280.8
• 申請日: 2016-03-04
• 公開（公告）號: CN105601003B
• 公開（公告）日: 2018-08-03
• 發明（設計）人: 高明明;張巖;劉瑞婷
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: C02F9/06
• 分類號: C02F9/06
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 楊磊

1.一種摻雜四氧化三鐵@活性炭的氣體擴散電極，其特征在于，該電極包括導電骨架和包裹在導電骨架外側的氣體擴散層；所述的氣體擴散層包括組分四氧化三鐵和活性炭；

氣體擴散層還包括組分乙炔黑和石墨粉；

所述的氣體擴散層中四氧化三鐵和活性炭的總質量含量為5-40%。

2.根據權利要求1所述的所述的氣體擴散電極，其特征在于，所述的氣體擴散層均勻分布有孔。

3.根據權利要求1所述的氣體擴散電極，其特征在于，所述的導電骨架為金屬網。

4.一種權利要求1-3任一項所述的摻雜四氧化三鐵@活性炭的氣體擴散電極的制備方法，包括步驟如下：

（1）催化原料的制備：

將FeCl₃?6H₂O與 FeSO₄?7H₂O溶解于水中，分散均勻；然后加入活性炭，攪拌混合均勻，得混合物料；將混合物料加熱至 50-70℃，調pH 值至9-10，恒溫攪拌反應1-3小時；反應結束后抽濾，并依次用水和無水乙醇洗滌濾餅至洗脫液為中性后，將濾餅真空干燥，研磨，即得催化原料；

（2）氣體擴散層原料的制備：

將催化原料、乙炔黑、石墨粉和硫酸鈉混合于無水乙醇中，混合均勻后加入聚四氟乙烯乳液，超聲分散均勻，得到混合乳液；將混合乳液于70-80℃下不斷攪拌，使得無水乙醇不斷揮發，得到膏狀物；將膏狀物烘干，即得氣體擴散層原料；

（3）氣體擴散電極的制備：

將氣體擴散層原料制成薄膜，用薄膜包裹導電骨架，然后壓制得電極材料；將電極材料用50-70℃的去離子水浸泡2-5小時，然后用丙酮溶液浸泡20-30小時，最后再用去離子水沖洗1-3次，即得摻雜四氧化三鐵@活性炭的氣體擴散電極。

5.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟（1）中FeCl₃?6H₂O、FeSO₄?7H₂O和活性炭的質量比為（1-4）：（1.5-5）：5。

6.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟（2）中催化原料、乙炔黑、石墨粉和硫酸鈉的質量比為2：（0.3-1）：（2-5）：（0.2-1）；

所述的聚四氟乙烯乳液的質量濃度為60%，所述的石墨粉與聚四氟乙烯乳液的質量比為2：1。

7.根據權利要求4所述的制備方法，其特征在于，步驟（3）中所述薄膜的厚度為0.5-2mm，所述壓制的壓強為10-20MPa。

8.權利要求1-3任一項所述的摻雜四氧化三鐵@活性炭的氣體擴散電極作為電極應用于電化學處理含有四環素的污水。