[发明专利]一种改性气体扩散电极及其制备方法

权利要求书

1.一种改性气体扩散电极，其特征在于，所述改性气体扩散电极包括电子收集层、扩散层和催化层；以不锈钢网或钛网作为电子收集层；以碳黑、造孔剂、分散剂和聚四氟乙烯乳液制备扩散层涂覆于电子收集层上，其中，碳黑与聚四氟乙烯乳液的质量比为1:1-1:3；以碳黑、高纯导电石墨粉、纳米零价铁、硅钨酸、造孔剂、分散剂和聚四氟乙烯乳液制备催化层涂覆于电子收集层上，其中，碳黑与聚四氟乙烯乳液的质量比为3:1-1:1，碳黑与高纯导电石墨粉的质量比为9:1-1:1。

2.根据权利要求1所述的改性气体扩散电极，其特征在于，所述聚四氟乙烯乳液的质量百分数为30％-60％；根据电子收集层面积计算扩散层和催化层中各原料组分的量；其中，每cm²电子收集层，所述扩散层中碳黑的量为40-120mg，造孔剂的量为1-3ml，分散剂的量为10-50ml；每cm²电子收集层，所述催化层中碳黑的量为30-90mg，高纯导电石墨粉的量为10-30mg，纳米零价铁加入量为20-60mg，硅钨酸的加入量为50-150mg，造孔剂的量为1-3ml，分散剂的量为10-50ml。

3.根据权利要求1所述的改性气体扩散电极，其特征在于，所述不锈钢网或钛网的目数为40-120目。

4.根据权利要求1所述的气体扩散电极，其特征在于，所述造孔剂为聚乙二醇，分散剂为乙醇。

5.权利要求1所述改性气体扩散电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)电子收集层进行预处理；

(2)碳黑中加入分散剂和造孔剂，超声处理，然后添加聚四氟乙烯乳液，继续超声处理，水浴加热至材料成团块糊状，与电子收集层压合，制备成扩散层；

(3)碳黑、高纯导电石墨粉、纳米零价铁和硅钨酸中加入分散剂和造孔剂，超声处理，然后添加聚四氟乙烯乳液，继续超声处理，水浴加热至材料成团块糊状，与电子收集层压合，制备成催化层；

(4)将上述电极加热处理，得到改性气体扩散电极。

6.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述电子收集层进行预处理的具体操作为：将电子收集层在丙酮溶液中浸泡10-14h，取出后用去离子水反复冲洗2-5次，105℃烘箱中干燥1-2h。

7.根据权利要求5所述的制备方法，其特征在于，所述超声处理的时间为8-12min；所述水浴加热温度为75℃-85℃；所述电极加热处理的温度为330℃-380℃，时间为20-40min。

8.一种基于权利要求1所述改性气体扩散电极的电芬顿反应去除难降解有机物的方法，其特征在于，具体为：组装电化学反应器的阴极室和阳极室，双室之间用离子或质子交换膜分开；以权利要求1所述的改性气体扩散电极为阴极；以导电材料或附着产电微生物的电极材料作为阳极；阳极室内加入阳极液；阴极室内加入阴极液和待降解的难降解有机物；将阴极和阳极分别与直流电源相连接；阴极室内的有机物即可通过电芬顿氧化得到降解。