[发明专利]一种可高效电解水制氢制氧磁性木碳电极的制备方法

权利要求书

1.一种磁性木碳电极在外部磁场作用下电解水制氢制氧的应用，其特征在于它是按以下步骤进行的：

一、制备Ni/Fe离子混合溶液：

将铁盐溶液与镍盐溶液混合，得到Ni/Fe离子混合溶液；

所述的Ni/Fe离子混合溶液中铁盐与镍盐的总浓度为0.05mol/L~0.25mol/L，所述的Ni/Fe离子混合溶液中铁盐与镍盐的摩尔比为1:(1~4)；

二、真空浸渍：

①、将木材浸泡在Ni/Fe离子混合溶液中，在室温及真空度为10Pa~10kPa的真空环境中，浸渍1h~24h；

②、重复步骤二① 2次~5次，得到浸渍后的木材；

三、水热处理：

将浸渍后的木材再次浸泡在Ni/Fe离子混合溶液中，在室温条件下，静置4h~6h，得到浸渍有木材的混合溶液，将浸渍有木材的混合溶液置于高温高压反应釜中，然后在温度为120℃~180℃的条件下，反应20h~40h，得到水热处理后的木材；

四、冷冻干燥：

将水热处理后的木材进行清洗，然后在温度为-15℃~ -25℃的条件下，冷冻12h~36h，得到冷冻后的木材，在温度为-40℃~ -50℃及真空度为5Pa~10Pa的真空环境下，将冷冻后的木材干燥12h~36h，得到冷冻干燥后的木材；

五、碳化处理：

将冷冻干燥后的木材置于真空管式炉中，在温度为800℃~1200℃及氩气速率为0.8L/min~1.0L/min的条件下，碳化处理2h~8h，冷却到室温后，即得到可高效电解水制氢制氧磁性木碳电极。

2.根据权利要求1所述的一种磁性木碳电极在外部磁场作用下电解水制氢制氧的应用，其特征在于步骤一中所述的铁盐溶液为硝酸铁溶液、氯化铁溶液或乙酸铁溶液。

3.根据权利要求1所述的一种磁性木碳电极在外部磁场作用下电解水制氢制氧的应用，其特征在于步骤一中所述的镍盐溶液为硝酸镍溶液、氯化镍溶液或乙酸镍溶液。

4.根据权利要求1所述的一种磁性木碳电极在外部磁场作用下电解水制氢制氧的应用，其特征在于步骤二①中所述的木材为清洗后的木材，具体是按以下步骤进行：将木材浸泡于蒸馏水或乙醇溶液中，超声清洗20min~30min，然后在温度为120℃~160℃的条件下，真空干燥1h~24h，得到清洗后的木材。

5.根据权利要求1所述的一种磁性木碳电极在外部磁场作用下电解水制氢制氧的应用，其特征在于步骤二①中所述的木材厚度为0.5mm~2.5mm。

6.根据权利要求1所述的一种磁性木碳电极在外部磁场作用下电解水制氢制氧的应用，其特征在于步骤二①中所述的木材为针叶材或阔叶材。

7.根据权利要求1所述的一种磁性木碳电极在外部磁场作用下电解水制氢制氧的应用，其特征在于步骤四中将水热处理后的木材进行清洗具体是按以下步骤进行：将水热处理后的木材浸渍于去离子水中，清洗2次~4次，每次20min~50min。

8.根据权利要求1所述的一种磁性木碳电极在外部磁场作用下电解水制氢制氧的应用，其特征在于步骤二①中将木材浸泡在Ni/Fe离子混合溶液中，在室温及真空度为10Pa~50Pa的真空环境中，浸渍12h~24h。

9.根据权利要求1所述的一种磁性木碳电极在外部磁场作用下电解水制氢制氧的应用，其特征在于步骤三中在温度为150℃~180℃的条件下，反应24h~36h。

10.根据权利要求1所述的一种磁性木碳电极在外部磁场作用下电解水制氢制氧的应用，其特征在于步骤五中将冷冻干燥后的木材置于真空管式炉中，在温度为800℃~1000℃及氩气速率为0.8L/min~1.0L/min的条件下，碳化处理4h~6h。