[發明專利]氮摻雜碳包裹結構的多功能自支撐電極的制備方法及應用

有效

• 申請號: 202010056025.9
• 申請日: 2020-01-17
• 公開（公告）號: CN111235614B
• 公開（公告）日: 2022-05-03
• 發明（設計）人: 彭文朝;賈倩倩;高原;張鳳寶;范曉彬
• 申請（專利權）人: 天津大學
• 主分類號: C25D9/04
• 分類號: C25D9/04;C25D9/02;C25D5/48;C25B1/04;C25B11/054;C25B11/091;C25B11/065;C02F1/461;C02F101/34;C02F101/36;C02F101/38
• 代理公司: 天津市北洋有限責任專利代理事務所 12201
• 代理人: 杜文茹

1.一種氮摻雜碳包裹結構的多功能自支撐電極的應用，其特征在于，具體應用于：催化降解水中有機污染物，所述的有機污染物是2-氯苯酚、雙酚A、苯酚和亞甲基藍中的一種或2種以上；氮摻雜碳包裹結構的多功能自支撐電極的制備方法，包括如下步驟：

1）對碳布進行預處理；

2）用含有鈷鹽的電解液對預處理后的碳布進行電沉積獲得鈷化合物的碳布；所述的鈷鹽是水合硝酸鈷、水合氯化鈷和醋酸鈷中的一種；

3）再經過電聚合得到被聚苯胺或者聚吡咯包裹的鈷化合物碳布；包括配制電解液，所述電解液中含高氯酸鈉的濃度為0.2mol/L，含0.5～5%體積分數的吡咯或者苯胺，將含有鈷化合物的碳布置于所述的電解液中進行電聚合，得到被聚苯胺或者聚吡咯包裹的鈷化合物的碳布；

4）將被聚苯胺或者聚吡咯包裹的鈷化合物碳布經水洗、醇洗、烘干和碳化后獲得負載有氮摻雜碳包裹鈷的碳布作為一種氮摻雜碳包裹結構的多功能自支撐電極；包括將被聚苯胺或者聚吡咯包裹的鈷化合物碳布，分別用乙醇和去離子水清洗后，60℃烘干，再放入管式爐中，在惰性氣體的氣氛下進行碳化，碳化條件為：溫度400～900℃，時間2～8小時，升溫速率5～10℃/min，得到氮摻雜碳包裹的鈷化合物碳布自支撐電。

2.根據權利要求1所述的氮摻雜碳包裹結構的多功能自支撐電極的應用，其特征在于，步驟1）是使用體積比1:3比例的濃硝酸和濃硫酸混合溶液進行溫度為90℃，時長為6 h的浸泡，再分別用乙醇和去離子水清洗后，60℃烘干。

3.根據權利要求1所述的氮摻雜碳包裹結構的多功能自支撐電極的應用，其特征在于，步驟2）包括將預處理后的碳布置于濃度為0.05～0.2 mol/L的鈷鹽溶液中，進行電沉積5～20分鐘，得到含有鈷化合物的碳布。

4.根據權利要求1所述的氮摻雜碳包裹結構的多功能自支撐電極的應用，其特征在于，電聚合是在循環電壓范圍為-0.8～-1.2Ｖ，循環圈數為5～20圈的條件下進行。

5.根據權利要求1所述的氮摻雜碳包裹結構的多功能自支撐電極的應用，其特征在于，所述的惰性氣體是氮氣或者氬氣。