[发明专利]一种多孔碳材料SO2电化学氧化催化剂及其制备方法和应用

摘要

本发明涉及一种多孔碳材料SO₂电化学氧化催化剂及其制备方法和应用，具体是通过对无定型碳材料进行预处理、掺杂和两次热处理的过程获得疏松多孔无金属的碳材料催化剂。通过恒电位、动电位过程，测试制备催化剂的SO₂电化学氧化能力及外加电位时催化剂对SO₂的原位响应；测试表明这种催化剂有明显脱硫效果。由无定型碳材料制备得到的多孔碳材料催化剂，微孔面积增加33％‑40％，微孔孔容增大28％‑30％；外孔面积增加55％‑60％，总比表面积增大48％‑50％，并在多孔碳材料催化剂表面掺杂了一些元素，修饰了一些官能团。该催化剂恒定电位下SO₂电化学氧化效果好，在气相、液相SO₂电化学氧化领域有巨大的应用潜力，对解决日益严峻的SO₂污染问题有积极意义。

主权项

1.一种多孔碳材料SO₂电化学氧化催化剂的制备方法，其特征在于：对无定型碳材料进行预处理、掺杂和两次热处理，得到多孔碳材料催化剂，具体操作为：（1）对无定型碳材料进行预处理：将无定型碳材料在去离子水中分散开，超声振荡洗涤材料表面，向分散好的浆液中加入碱溶液调节pH值至8‑13，充分搅拌；所述的碱溶液为0.05~0.15M的NH₃·H₂O、Na₂CO₃、柠檬酸钠、磷酸钠、磷酸一氢纳、磷酸二氢钠、过硼酸钠中的一种或两种以上；（2）掺杂：将预处理后的混合物放入油浴中，110‑160℃条件下，油浴处理5‑8h；处理后的材料用去离子水洗涤，离心后置于真空干燥箱中60℃‑80℃，干燥4‑6h；（3）第一次热处理：干燥后的样品，放入马弗炉，空气或氧气氛下，300‑500℃，处理3‑7h；（4）第二次热处理：将经过第一次热处理的粉末放入管式炉，在惰性气氛下650℃‑850℃，热处理0.5‑2h；自然冷却至室温，研磨获得多孔结构碳材料SO₂电化学氧化催化剂。