[發(fā)明專(zhuān)利]一種亞氧化鈦/MXene/Co3

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110560017.2
• 申請(qǐng)日: 2021-05-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113292139B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-09-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林輝;李唯;李威;呂斯濠;楊立輝
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 東莞理工學(xué)院
• 主分類(lèi)號(hào): C02F1/461
• 分類(lèi)號(hào): C02F1/461;C02F1/467;C02F101/34
• 代理公司: 北京華際知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11676
• 代理人: 葉玉鳳;馮春回

本發(fā)明公開(kāi)了一種亞氧化鈦/MXene/Co₃O₄復(fù)合電極及其制備方法。所述亞氧化鈦/MXene/Co₃O₄復(fù)合電極的原材料包括以下成分：按重量百分比計(jì)，亞氧化鈦為85％～90％、MXene為5％～10％、Co₃O₄為1％～5％。有益效果：(1)利用亞氧化鈦、MXene與Co₃O₄產(chǎn)生的Co?O?Ti鍵將鈷元素穩(wěn)定固定在亞氧化鈦基材上，有效抑制了鈷離子浸出，增強(qiáng)了復(fù)合電極的穩(wěn)定性，提高了過(guò)硫酸鹽活化性能；(2)利用MXene獨(dú)特的結(jié)構(gòu)促進(jìn)納米Co₃O₄分散，也利用Co₃O₄在MXene的穿插抑制MXene堆疊，從而進(jìn)一步增強(qiáng)復(fù)合電極對(duì)過(guò)硫酸鹽的活化性能和穩(wěn)定性；(3)亞氧化鈦?zhàn)鳛榛脑诟邷馗邏合聦Xene與Co₃O₄結(jié)合在一起，起到類(lèi)似于粘接劑的作用，避免了粘結(jié)劑的添加。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電化學(xué)技術(shù)領(lǐng)域，具體為一種亞氧化鈦/MXene/Co₃O₄復(fù)合電極及其制備方法。

背景技術(shù)

近年來(lái)，工業(yè)化和城市化帶動(dòng)經(jīng)濟(jì)飛速發(fā)展，以此同時(shí)，水體污染日趨嚴(yán)重產(chǎn)生了水資源緊缺問(wèn)題。其中，常見(jiàn)水體污染中，1,4-二氧六環(huán)由于商業(yè)產(chǎn)品中的普遍性、高水溶性和抗生物降解性去除較為困難。常見(jiàn)的沉淀凝固、碳吸附等方法去除效率低，不能有效將1,4- 二氧六環(huán)去除，也因此，1,4-二氧六環(huán)的去除成為了難降解水處理領(lǐng)域的重點(diǎn)研究問(wèn)題。

通過(guò)活化過(guò)硫酸鹽形成強(qiáng)氧化性自由基，可以高效去除難降解的1,4-二氧六環(huán)。目前，活化過(guò)硫酸鹽的方案很多，比如鐵、鈷類(lèi)等過(guò)渡金屬納米催化劑。其中，鈷納米催化劑具有高效活化性能，但由于粒子極小，不易回收。該問(wèn)題可以通過(guò)將其負(fù)載到基材上解決，但一般納米催化劑的負(fù)載在基材上往往需要粘結(jié)劑，增加了成本，也降低了活性；還存在納米粒子的團(tuán)聚問(wèn)題；同時(shí)其產(chǎn)生的鈷離子會(huì)引發(fā)氣喘等健康問(wèn)題。另一方面，亞氧化鈦是一種高電導(dǎo)率、高化學(xué)穩(wěn)定的材料，在高電位下，可以產(chǎn)生強(qiáng)氧化性的羥基自由基，從而有效降解 1,4-二氧六環(huán)。而MXene是一種手風(fēng)琴貌的二維層狀材料，具有高比表面積和優(yōu)異的導(dǎo)電性，是近年來(lái)的研究重點(diǎn)。

綜上所述，開(kāi)發(fā)無(wú)粘結(jié)劑、具有高催化活性、高穩(wěn)定性的一種亞氧化鈦/MXene/Co₃O₄復(fù)合電極，用于活化過(guò)硫酸鹽降解1,4-二氧六環(huán)具有重要的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種亞氧化鈦/MXene/Co₃O₄復(fù)合電極及其制備方法，以解決上述背景技術(shù)中提出的問(wèn)題。

為了解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提供如下技術(shù)方案：

一種亞氧化鈦/MXene/Co₃O₄復(fù)合電極，所述亞氧化鈦/MXene/Co₃O₄復(fù)合電極的原材料包括以下成分：按重量百分比計(jì)，亞氧化鈦為85％～90％、MXene為5％～10％、Co₃O₄為1％～5％。

較為優(yōu)化地，所述亞氧化鈦為T(mén)i₄O₇和Ti₅O₉其中一種或兩種混合物。

較為優(yōu)化地，所述Co₃O₄的平均粒徑為20～80nm。

較為優(yōu)化地，所述亞氧化鈦/MXene/Co₃O₄復(fù)合電極作為陰極用于活化過(guò)硫酸鹽降解1,4- 二氧六環(huán)。