[發明專利]一種石墨烯基非均相電催化陰極及其制備方法和應用

有效

• 申請號: 202110042209.4
• 申請日: 2021-01-13
• 公開（公告）號: CN112811529B
• 公開（公告）日: 2023-01-10
• 發明（設計）人: 胡超權;李暢;李琳;張宇;楊旭
• 申請（專利權）人: 中科南京綠色制造產業創新研究院;南京中科格特康科技有限公司
• 主分類號: C02F1/461
• 分類號: C02F1/461;C01B32/184
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 鞏克棟

1.一種石墨烯基非均相電催化陰極的制備方法，其特征在于，所述制備方法為以下步驟：

(1)將過渡金屬鹽或其配合物溶解于氧化石墨烯分散液中進行濕法共紡，之后經凝固浴得到氧化石墨烯復合纖維；

(2)將步驟(1)得到的氧化石墨烯復合纖維組裝、還原，得到所述石墨烯基非均相電催化陰極；

步驟(1)所述過渡金屬鹽或其配合物中的過渡金屬包括鈷、錳、鐵、銅或鎳中任意一種；

步驟(1)所述過渡金屬鹽或其配合物包括氯化鈷、硫酸鈷、乙酸鈷、酞菁鈷、四甲氧基苯基卟啉鈷、硫酸錳、乙酸錳、高錳酸鉀、錳酸鉀、三氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵、二茂鐵、四苯基卟啉鐵、酞菁鐵、硫酸銅、碳酸銅、硝酸銅、酞菁銅、硫酸鎳、氯化鎳、四苯基卟吩鎳或酞菁鎳中任意一種或至少兩種的組合；

步驟(1)所述過渡金屬鹽或其配合物溶解于氧化石墨烯分散液中的濃度為1-100mmol/L；

步驟(1)所述氧化石墨烯分散液的濃度為5-30g/L；

步驟(1)所述氧化石墨烯分散液的溶劑包括水、乙醇、二甲基甲酰胺中任意一種或至少兩種的組合；

步驟(1)所述氧化石墨烯分散液中的氧化石墨烯的橫向尺寸為0.5-50μm，層數為1-10層；

步驟(1)所述氧化石墨烯分散液的組成還包括助溶溶質，所述助溶溶質包括鹽酸、硫酸、硝酸、乙酸、氫氧化鈉、氨水、氫氧化鉀、碳酸氫銨、碳酸氫鈉、碳酸鈉或碳酸鉀中任意一種或至少兩種的組合；

步驟(1)所述凝固浴的溶劑包括水、乙醇、乙酸、乙酸乙酯、乙二醇、異丙醇或丙酮中任意一種或至少兩種的組合；

步驟(1)所述凝固浴還包括溶質，所述溶質包括氯化鈷、硫酸鈷、乙酸鈷、硫酸錳、乙酸錳、硫酸銅、碳酸銅、硝酸銅、三氯化鐵、硫酸鐵、硝酸鐵、硫酸銅、碳酸銅、硝酸銅、硫酸鎳或氯化鎳中任意一種或至少兩種的組合；

步驟(1)所述氧化石墨烯復合纖維的直徑為20-200μm，長度為2-50mm。

2.根據權利要求1所述的石墨烯基非均相電催化陰極的制備方法，其特征在于，步驟(2)所述還原的還原劑包括抗壞血酸、氫氧化鉀、氫氧化鈉、氨水、檸檬酸鈉、苯酚、氫碘酸、硼氫化鈉或水合肼中任意一種。

3.一種根據權利要求1或2所述的石墨烯基非均相電催化陰極的制備方法制備得到的石墨烯基非均相電催化陰極。

4.一種根據權利要求3所述的石墨烯基非均相電催化陰極在廢水處理中的應用。