[发明专利]一种石墨烯气体扩散电极的制备方法与应用

摘要

本发明涉及电极材料制备技术领域，具体涉及一种石墨烯气体扩散电极的制备方法与应用。其具体的制备过程如下：将鳞片石墨、NaNO₃和浓硫酸在冰浴中混合，并与KMnO₄缓慢反应后，再加入适量30%的H₂O₂充分反应，过滤，洗涤至中性后干燥。产物于水溶液中超声得到分散液，调节pH，离心后取上层稳定液，加入适量水合肼得到石墨烯分散液。该分散液与石墨粉、乙醇、聚四氟乙烯（PTFE）乳液混合均匀。水浴恒温至该混合物呈粘稠的糊状时将其附着在不锈钢网上，压制成石墨烯气体扩散电极。本发明在电‑芬顿体系中，氧化能力更强，可用于各类含有机污染物废水的处理中。

主权项

1.一种石墨烯气体扩散电极的制备方法，包括下述步骤：步骤（1）：将鳞片石墨、NaNO3和浓硫酸按3.0 g∶2g∶160 mL的比例于冰水浴中反应1 h，再称取9.0437 g KMnO4于3 h内分批多次缓慢加入烧杯，反应2h；步骤（2）：移去冰水浴，升温到40 ℃左右，继续搅拌反应1.5 h；缓慢加入160 mL蒸馏水，加热至沸，搅拌反应1 h；步骤（3）：将步骤（2）所得的混合溶液放置一段时间，于48‑52℃加30 mL 30%的H2O2，加入175 mL蒸馏水，反应3 h，冷却后过滤；用质量分数为30%的盐酸洗涤至无硫酸根为止，再用蒸馏水洗涤至pH=7；滤渣于40℃真空干燥，制得氧化石墨烯；步骤（4）：将步骤（3）所得的氧化石墨烯称取100.0 mg于100 mL水溶液中超声，直至得到几乎无明显颗粒的稳定分散液；取质量分数为28%的氨水调节分散液的pH至10；步骤（5）：将步骤（4）所得的溶液在4000 r·min‑1下离心3 min除去极少量未剥离的氧化石墨，向离心后的氧化石墨烯分散液中加入0.2 mL水合肼，在90 ℃反应2 h，得到石墨烯分散液；步骤（6）：取0.8 g石墨与160 mL 3%乙醇的混合物于室温超声10 min，加步骤（5）所得的石墨烯分散液10 mL和0.2 g聚四氟乙烯（PTFE）室温超声15 min，在水浴锅恒温80 ℃加热至糊状取出；步骤（7）：待步骤（6）所得的糊状混合物稍微冷却后均匀附着在镍网两侧，放置一段时间糊状凝固后，冷压3 min成型，成型厚度为0.5mm，于马弗炉300 ℃煅烧1.5 h，即得石墨烯气体扩散电极。