[发明专利]2-乙基蒽醌/活性炭-膨胀石墨复合电极、其制备方法及应用无效
申请号: | 201410143267.6 | 申请日: | 2014-04-10 |
公开(公告)号: | CN103936107A | 公开(公告)日: | 2014-07-23 |
发明(设计)人: | 于秀娟;王文美;吴娟;朱浩 | 申请(专利权)人: | 黑龙江大学 |
主分类号: | C02F1/461 | 分类号: | C02F1/461;C02F1/72;C02F101/34;C02F101/38 |
代理公司: | 哈尔滨市松花江专利商标事务所 23109 | 代理人: | 侯静 |
地址: | 150080 黑龙*** | 国省代码: | 黑龙江;23 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 乙基 活性炭 膨胀 石墨 复合 电极 制备 方法 应用 | ||
1.2-乙基蒽醌/活性炭-膨胀石墨复合电极,其特征在于2-乙基蒽醌/活性炭-膨胀石墨复合电极由2-乙基蒽醌改性的活性炭、膨胀石墨、聚四氟乙烯和不锈钢网组成;所述的2-乙基蒽醌改性的活性炭与膨胀石墨的质量比为(2~8):1;所述的膨胀石墨与聚四氟乙烯的质量比为1:(6~18)。
2.根据权利要求1所述的2-乙基蒽醌/活性炭-膨胀石墨复合电极,其特征在于所述的膨胀石墨是按以下步骤制备的:首先将50目~80目天然鳞片石墨与高锰酸钾混合均匀,然后在温度为30℃~40℃恒温水浴和搅拌条件下将天然鳞片石墨与高锰酸钾的混合物加入高氯酸中,并在温度为30℃~40℃恒温水浴条件下反应30min~50min,其中所述天然鳞片石墨与高锰酸钾的质量比为2:(0.5~1.5),所述高锰酸钾与高氯酸的质量比为1:(7~9);反应完成后,得到的固体反应产物采用蒸馏水浸泡水洗,水洗至滤液pH值呈中性,得到水洗后的可膨胀石墨,然后在80℃~100℃温度下干燥12h,得到干燥后的可膨胀石墨,最后将干燥后的可膨胀石墨放入微波炉中,在功率为760W下微波作用15s~25s,即得到膨胀石墨。
3.根据权利要求1所述的2-乙基蒽醌/活性炭-膨胀石墨复合电极,其特征在于所述的2-乙基蒽醌改性的活性炭是按以下步骤制备的:活性炭需经过300目筛网过滤,保留筛下,得到筛过的活性炭,取筛过的活性炭于2-乙基蒽醌乙醇饱和溶液中浸渍8h~16h,得到负载了2-乙基蒽醌的活性炭,将负载了2-乙基蒽醌的活性炭用倾倒法取出,然后用无水乙醇清洗2~3次,再用蒸馏水水洗3~5次,抽滤后,移至表面皿中,放入烘箱内,于温度80℃~120℃的条件下干燥2h~3h,即得到2-乙基蒽醌改性的活性炭;其中筛过的活性炭的质量与2-乙基蒽醌乙醇饱和溶液的体积比为1g:(50~150)mL。
4.如权利要求1所述的2-乙基蒽醌/活性炭-膨胀石墨复合电极的制备方法,其特征在于2-乙基蒽醌/活性炭-膨胀石墨复合电极的制备方法按以下步骤进行:
一、不锈钢网的预处理:将Na3PO4、NaOH和Na2CO3混合后,加入蒸馏水搅拌至完全溶解,得到碱液,将不锈钢网放入碱液中,在温度为80℃~90℃的条件下煮0.5h~1h,取出后用蒸馏水进行冲洗,冲洗至洗涤液的pH值呈中性,然后将冲洗后的不锈钢网放入浓度为0.05mol/L~0.2mol/L的盐酸溶液中浸泡0.5h~1h,取出后,用蒸馏水进行冲洗,冲洗至洗涤液的pH值呈中性,然后自然晾干,即得到预处理后的不锈钢网;所述的NaOH与Na3PO4的质量比为1:(1~1.5);所述的NaOH与Na2CO3的质量比为1:(1~1.5);所述的NaOH的质量与蒸馏水的体积比为1g:(0.03~0.06)L;
二、和膏:将膨胀石墨和2-乙基蒽醌改性的活性炭按照膨胀石墨与2-乙基蒽醌改性的活性炭的质量比为1:(2~8)的比例加入到温度为60℃~70℃水浴锅内混合均匀,然后在搅拌的条件下加入无水乙醇和体积百分含量为5%~15%的PTFE乳液,得到膏状物;所述的2-乙基蒽醌改性的活性炭和膨胀石墨的总质量与体积百分含量为5%~15%PTFE乳液的质量比为1:(2.5~3.5);所述的体积百分含量为5%~15%的PTFE乳液与无水乙醇的体积比为1:(1~1.5);
三、辊压:将步骤二得到的膏状物放在辊压机中滚压,压成片状,然后将其对折,中间夹入步骤一预处理后的不锈钢网,再次辊压,制得厚度为1mm~2mm的粗糙电极;
四、电极的预处理:将步骤三得到的厚度为1mm~2mm的粗糙电极放入蒸馏水中加热煮沸0.5h~1h,然后将煮好后的电极放入烘箱中,在温度为80℃~100℃的条件下烘干2h~4h,得到处理好的电极;
五、电极的预电解:将步骤四得到的处理好的电极放入装有浓度为0.05mol/L~0.2mol/LNa2SO4电解液的电解槽中,在29mA/cm2~43mA/cm2的电流密度下电解40分钟~60分钟,即得到2-乙基蒽醌/活性炭-膨胀石墨复合电极。
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