[发明专利]一种制备多孔掺杂碳电极的通用方法

权利要求书

1.一种制备多孔掺杂碳电极的通用方法，其特征在于，步骤如下：

(1)先将酵母与18～50℃的高纯水混合活化5～20min，将活化的酵母和水混合液、酵母可发酵粉状物和掺杂剂混掺并揉制成粉团，其中，酵母可发酵粉状物、酵母、高纯水和掺杂剂四者的质量比为100：0.5-2.5：40-60：0.5-10；再将粉团于20-50℃温度条件下发酵一到三次；

(2)将步骤(1)发酵好的粉团在于-18℃冷冻3～6h后，放在冷冻干燥器内真空度为0～20Pa、温度-40℃～-45℃的条件下，冷冻干燥10～24h；

(3)将干燥后的面团放置在管式炉，持续通入气体流量为1.0～1.5L/s的氮气，升温至管内的温度达到700℃，然后保温两个小时；从而使粉团完全碳化，得到不同孔径的多孔掺杂碳电极，孔径范围在1～300μm，电极同时具有不同孔径的连通孔道，孔道直径在300～700μm，其中连通孔道上具有发酵产生的多孔；

(4)将制备好的碳电极放在反应釜内，于5M的氢氧化钾溶液中，放在80～180℃烘箱内加热2～12h，蚀刻发酵制备的电极，获得更多的介孔；

通过调控温度、时间、酵母菌添加量和发酵次数来调控孔径和孔隙率。

2.根据权利要求1所述的通用方法，其特征在于，步骤(1)中揉制成粉团的步骤：将活化的酵母和水混合液加入到大部分酵母可发酵粉状物中，并揉制成粉团；将粉团放置在20～50℃条件下加热10～60min进行一次发酵后，将溶解的掺杂剂逐渐涂抹在发酵好的粉团上，同时逐渐添加剩余的酵母可发酵粉状物并揉制均匀，将揉好的粉团于20～50℃温度条件下继续进行10～60min的发酵。

3.根据权利要求1所述的通用方法，其特征在于，步骤(1)中揉制成粉团的步骤：将酵母可发酵粉状物和掺杂剂混合均匀，然后加入活化的酵母和水混合液，并揉制成粉团，将揉好的粉团于20～50℃温度条件下继续进行10～60min的发酵。

4.根据权利要求1～3任一所述的通用方法，其特征在于，将表面具有细柱的耐高温模板扣在步骤(1)发酵好的粉团上，扣在发酵的粉团的耐高温模板上的细柱的直径和间距根据需要进行调节；粉团根据需求制作成不同体积和形状。

5.根据权利要求1～3任一所述的通用方法，其特征在于，所述的掺杂剂为金属单质、含金属化合物、含非金属化合物中的一种或两种以上混合。

6.根据权利要求4所述的通用方法，其特征在于，所述的掺杂剂为金属单质、含金属化合物、含非金属化合物中的一种或两种以上混合。