[发明专利]可用于光电协同作用芬顿系统的三维多孔膜电极及其制备工艺

摘要

本发明公开了一种可用于光电协同作用芬顿系统的三维多孔膜电极及其制备工艺。将活性炭粉前处理得到后物质B，物质B再经过KNO₃、壬基酚聚氧乙烯醚、乙醚、甲醇和聚四氟乙烯乳液处理后得到膏状物A；将膏状物A涂抹在处理后的钢网一侧经挤压处理得到物质E；制备溶液D；将物质B、KNO₃水溶液、壬基酚聚氧乙烯醚水溶液、乙醚、甲醇、溶液D和聚四氟乙烯乳液制备成膏状物B；将膏状物B涂抹在物质E的另一侧再经挤压、煅烧、冷却后即可得到可用于光电协同作用芬顿系统的三维多孔膜电极。

主权项

一种可用于光电协同作用芬顿系统的三维多孔膜电极及其制备工艺，其特征在于，该工艺的具体步骤如下：(1)取7.5g活性炭粉加入500mL烧杯中，加入100mL去离子水并煮沸2h，除去上层杂质并真空抽滤，将抽滤后的活性炭粉放入90℃烘箱中干燥12h，得到物质A；(2)将物质A放入500mL烧杯中，向烧杯中加入100mL浓度为0.55mol/L的HNO₃，搅拌6h后放入90℃烘箱中干燥24h，得到物质B；(3)将面积为16cm²正方形钢网放入500mL烧杯中，加入100mL去离子水并煮沸1h，取出钢网用250mL去离子水清洗，将清洗后的钢网放入500mL烧杯中，加入100mL浓度为0.1mol/L的盐酸溶液浸泡0.5h，然后取出钢网用250mL去离子水冲洗，晾干后得到物质C；(4)将5.5g物质B放入500mL烧杯中，然后加入10mL浓度为4.5mol/L的KNO₃水溶液、9.0mL质量百分比浓度为35％的壬基酚聚氧乙烯醚水溶液、45mL乙醚、35mL甲醇，在100r/min条件下搅拌10min，然后加入8.5mL质量百分比浓度为75％的聚四氟乙烯乳液，在100r/min条件下搅拌10min，得到溶液A，将溶液A放入90℃恒温水浴锅中，至溶液呈膏状，得到膏状物A；(5)将膏状物A涂抹在物质C的一侧得到物质D，将物质D放于压片机上，在压力为2t条件下保压1min，得到物质E；(6)将3.00g十六烷基三甲基溴化铵、17.00mL正辛烷、5.00mL正丁醇依次加入250mL锥形瓶中，再加入2.00g偏钒酸铵和100mL去离子水，置于70℃水浴中在5000r/min条件下搅拌15min，得到微乳液B；(7)将3.00g十六烷基三甲基溴化铵、17.00mL正辛烷、5.00mL正丁醇依次加入250mL锥形瓶中，再加入100mL摩尔浓度为0.80mol/L的稀硫酸，在1000r/min条件下搅拌15min，得到微乳液C；(8)将微乳液B与微乳液C混合，然后在1000r/min条件下搅拌10min，静置10h，再在6000r/min条件下离心20min，去除上清液，用15mL质量分数为95％的乙醇洗涤，重复洗涤5次，得到固体产物M；(9)将固体产物M在100℃条件下干燥24h，再置于马弗炉中在500℃条件下焙烧2h，得到颗粒N；(10)将20mg颗粒N加入250mL锥形瓶中，再加入1.16g聚乙烯吡咯烷酮和100mL去离子水，超声震荡10min，加入1.00mL质量浓度为0.02g/mL的HAuCl₄溶液，继续超声震荡5min；(11)向步骤(10)处理后的锥形瓶中加入2.00mL重量百分比为1％的柠檬酸钠溶液，在40℃条件下震荡反应30min，在6000r/min条件下离心15min，去除上清液，然后用15mL去离子水洗涤，重复洗涤两遍，在20℃条件下干燥24h后获得固体产物P；(12)将5.00固体产物P、2.00g十二烷基苯磺酸钠、50mL去离子水加入150mL锥形瓶中，在1000r/min条件下搅拌10min，得到溶液D；(13)将1.2g物质B放入500mL烧杯中，然后加入5.5mL浓度为4.5mol/L的KNO₃水溶液、4.5mL质量百分比浓度为35％的壬基酚聚氧乙烯醚水溶液、45mL乙醚、35mL甲醇、5mL溶液D，在100r/min条件下搅拌10min，然后加入2.5mL质量百分比浓度为75％的聚四氟乙烯乳液，在100r/min条件下搅拌10min，得到溶液E，将溶液E放入80℃恒温水浴锅中，至溶液呈膏状，得到膏状物B；(14)将膏状物B涂抹在物质E的另一侧得到物质F，将物质F放于压片机上，在压力为2t条件下保压1min，得到物质G；(15)将物质G放入300℃马弗炉中煅烧1h，然后放在热压机中，在温度为350℃，压力为10t的条件下保压1min，冷却后即可得到可用于光电协同作用芬顿系统的三维多孔膜电极。