[发明专利]用于气体消耗反应的漂浮式气体扩散电极及其制备

权利要求书

1.一种用于气体消耗反应的漂浮式气体扩散电极，其特征在于，该电极依靠电极自身的浮力或利用其他漂浮物固定，一直漂浮在电解液与气相的界面上，几乎不受任何水压，使得电极不易破损且便于更换，同时形成稳定的气-液-固三相界面，从而保证气相中反应物向电极反应区扩散的通路，避免曝气，浸泡在电解液中的部分电极作为电极反应区，在电化学过程中生成反应产物。

2.根据权利要求1所述用于气体消耗反应的漂浮式气体扩散电极，其特征在于，所述气体消耗反应为氧还原反应、二氧化碳还原反应、氢气氧化反应或气态有机物的氧化反应中的任意一种或至少两种的组合。

3.根据权利要求1所述用于气体消耗反应的漂浮式气体扩散电极，其特征在于，所述气体消耗反应为氧还原反应时，漂浮式气体扩散电极与对电极正对，对电极产生的氧气可以被漂浮式气体扩散电极所利用。

4.根据权利要求1所述用于气体消耗反应的漂浮式气体扩散电极，其特征在于，所述漂浮式气体扩散电极的供电方式为：依靠外部电源供电，或，利用原电池原理工作。

5.根据权利要求1所述用于气体消耗反应的漂浮式气体扩散电极，其特征在于，所述漂浮式气体扩散电极由催化剂、粘结剂和载体组成，或由催化剂和载体组成，或由催化剂和粘结剂组成，或由催化剂组成，通过浸泡法、涂布法、冷冻干燥法或转化法制备；

其中，所述催化剂采用石墨、炭黑、碳纤维、石墨烯、碳纳米管、活性炭、Pt/C或Ir/C中的任意一种或至少两种的组合；

所述载体为海绵、泡沫、碳毡、碳布、石墨毡或泡沫金属中的任意一种或至少两种的组合；

所述粘结剂采用聚偏氟乙烯(PVDF)、聚四氟乙烯(PTFE)、聚二甲基硅氧烷(PDMS)中任意一种或至少两种的组合。

6.权利要求1所述用于气体消耗反应的漂浮式气体扩散电极的制备方法，其特征在于，

所述漂浮式气体扩散电极由催化剂、粘结剂和载体组成，采用浸泡法制备，步骤如下：将载体浸泡在含导电粘结剂的催化剂的溶液中，超声后取出，烘干，重复多次，即得到漂浮式气体扩散电极；

所述漂浮式气体扩散电极由催化剂、粘结剂和载体组成，或由催化剂和粘结剂组成，采用涂布法制备，步骤如下：将催化剂和粘结剂加溶剂混匀后，涂附在载体上，或将粘结剂涂附在催化剂上，煅烧，即得到漂浮式气体扩散电极；

所述漂浮式气体扩散电极由催化剂和粘结剂组成，或由催化剂组成，采用冷冻干燥法制备，步骤如下：将催化剂制成溶液，或将催化剂和粘结剂制成溶液，冷冻成冰，然后在冷冻干燥机中干燥，干燥完后，即得到漂浮式气体扩散电极；

所述漂浮式气体扩散电极由催化剂组成，采用转化法制备，步骤如下：将催化剂前驱体，或前处理后的催化剂前驱体，在高温管式炉中碳化，即得到漂浮式气体扩散电极。