[发明专利]具有电催化去除噻吩功能的改性活性炭粒子电极及制备方法

摘要

本发明公开了具有电催化去除噻吩功能的改性活性炭粒子电极及制备方法。将活性炭、三氯甲烷、乙醇制备成物质A；物质A通过将硝酸银、硝酸铂、乙醚、Ce(NO3)3制备的混合液改性后制备成物质E；物质E通过将Mn(NO3)2、乙醇、InCl3、SnCl4、NiCl2、ZnCl2制备的混合液改性后制备成物质H；物质H通过将十二烷基硫酸钠、正己烷、正丁醇、偏钒酸钠、柠檬酸钠、NiCl2、ZnCl2制备的混合液改性后制备成物质K；物质K通过将聚乙烯吡咯烷酮、HAuCl4制备的混合液改性后得到的物质即为具有电催化去除噻吩功能的改性活性炭粒子电极。

主权项

一种具有电催化去除噻吩功能的改性活性炭粒子电极的制备方法，其特征在于，该方法的具体步骤如下：(1)将粒径为4～6mm的102g活性炭颗粒用1000mL去离子水洗涤，然后放入500mL三氯甲烷中浸泡8h，取出后用1000mL去离子水洗涤，再用1000mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在85℃的干燥箱中放置1.5h，得到物质A1；(2)将11.26克硝酸铂和850mL去离子水加入到容积为1000mL锥形瓶中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，加入15mL浓硝酸，摇匀后分成等量5份，得到混合液K1、混合液K2、混合液K3、混合液K4、混合液K5；(3)将877毫克Ce(NO3)3和74mL摩尔浓度为0.71mol/L的AgNO3溶液加入到混合液K1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液L1；(4)将物质A1加入到混合液L1中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质A2，物质A2经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质A3；(5)将857毫克Ce(NO3)3和78mL摩尔浓度为0.76mol/L的AgNO3溶液加入到混合液K2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液L2；(6)将物质A3加入到混合液L2中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质A4，物质A4经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质A5；(7)将837毫克Ce(NO3)3和82mL摩尔浓度为0.81mol/L的AgNO3溶液加入到混合液K3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液L3；(8)将物质A5加入到混合液L3中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质A6，物质A6经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质A7；(9)将817毫克Ce(NO3)3和86mL摩尔浓度为0.86mol/L的AgNO3溶液加入到混合液K4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液L4；(10)将物质A7加入到混合液L4中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质A8，物质A8经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质A9；(11)将797毫克Ce(NO3)3和90mL摩尔浓度为0.91mol/L的AgNO3溶液加入到混合液K5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液L5；(12)将物质A9加入到混合液L5中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质A10，物质A10经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质A；(13)将4.96克AgNO3和750mL乙醚加入到容积为1000mL锥形瓶中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量3份，得到混合液M1、混合液M2、混合液M3；(14)将367毫克AgNO3和108mL摩尔浓度为1.54mol/L的Ce(NO3)3溶液加入到混合液M1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液N1；(15)将物质A加入到混合液N1中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质B，物质B经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质B1；(16)将347毫克AgNO3和98mL摩尔浓度为1.44mol/L的Ce(NO3)3溶液加入到混合液M2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液N2；(17)将物质B1加入到混合液N2中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质B2，物质B2经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质C；(18)将327毫克AgNO3和88mL摩尔浓度为1.34mol/L的Ce(NO3)3溶液加入到混合液M3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液N3；(19)将物质C加入到混合液N3中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质D，物质D经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质E；(20)将6.98克Mn(NO3)2和850mL乙醇加入到容积为1000mL锥形瓶中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，加入5mL浓硝酸，摇匀后分成等量5份，得到混合液P1、混合液P2、混合液P3、混合液P4、混合液P5；(21)将96mL摩尔浓度为0.81mol/L的InCl3溶液加入到混合液P1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q1；(22)将物质E加入到混合液Q1中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质F1，物质F1经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质F2；(23)将103mL摩尔浓度为0.88mol/L的Mn(NO3)2溶液加入到混合液P2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q2；(24)将物质F2加入到混合液Q2中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质F3，物质F3经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质F4；(25)将76mL摩尔浓度为0.77mol/L的InCl3溶液加入到混合液P3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q3；(26)将物质F4加入到混合液Q3中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质F5，物质F5经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质F6；(27)将93mL摩尔浓度为0.78mol/L的Mn(NO3)2溶液加入到混合液P4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q4；(28)将物质F6加入到混合液Q4中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质F7，物质F7经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质F8；(29)将56mL摩尔浓度为0.73mol/L的InCl3溶液和73mL摩尔浓度为0.68mol/L的Mn(NO3)2溶液加入到混合液P5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液Q5；(30)将物质F8加入到混合液Q5中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质F9，物质F9经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质F；(31)将5.21g SnCl4和750mL质量百分比浓度为10％的柠檬酸钠溶液加入到容积为1000mL锥形瓶中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量3份，得到混合液R1、混合液R2、混合液R3；(32)将62mL摩尔浓度为0.69mol/L的NiCl2溶液和38mL摩尔浓度为0.44mol/L的ZnCl2溶液加入到混合液R1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液S1；(33)将物质F加入到混合液S1中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质G1，物质G1经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质H1；(34)将52mL摩尔浓度为0.64mol/L的NiCl2溶液和48mL摩尔浓度为0.49mol/L的ZnCl2溶液加入到混合液R2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液S2；(35)将物质H1加入到混合液S2中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质G2，物质G2经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质H2；(36)将42mL摩尔浓度为0.59mol/L的NiCl2溶液和58mL摩尔浓度为0.54mol/L的ZnCl2溶液加入到混合液R3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液S3；(37)将物质H2加入到混合液S3中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质G3，物质G3经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质H；(38)将3.18g十二烷基硫酸钠、40mL正己烷、20毫升正丁醇依次加入到容积为250mL锥形瓶中，再加入6.29g偏钒酸钠和150mL去离子水，置于70℃水浴中在1000r/min条件下搅拌1h，然后加入25mL摩尔浓度为3.20mol/L的盐酸溶液，在温度为45℃的摇床中摇动0.5h，冷却到室温后在7500r/min条件下离心15min，去除上清液，用500mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤，得到物质I；(39)将物质I和850mL质量百分比浓度为15％的柠檬酸钠溶液加入到容积为1000mL锥形瓶中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液T1、混合液T2、混合液T3、混合液T4、混合液T5；(40)将44mL摩尔浓度为0.49mol/L的NiCl2溶液和56mL摩尔浓度为0.84mol/L的ZnCl2溶液加入到混合液T1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液U1；(41)将物质H加入到混合液U1中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质J1，物质J1经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质K1；(42)将54mL摩尔浓度为0.59mol/L的NiCl2溶液和46mL摩尔浓度为0.74mol/L的ZnCl2溶液加入到混合液T2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液U2；(43)将物质K1加入到混合液U2中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质J2，物质J2经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质K2；(44)将64mL摩尔浓度为0.69mol/L的NiCl2溶液和36mL摩尔浓度为0.64mol/L的ZnCl2溶液加入到混合液T3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液U3；(45)将物质K2加入到混合液U3中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质J3，物质J3经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质K3；(46)将74mL摩尔浓度为0.79mol/L的NiCl2溶液和26mL摩尔浓度为0.54mol/L的ZnCl2溶液加入到混合液T4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液U4；(47)将物质K3加入到混合液U4中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质J4，物质J4经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质K4；(48)将84mL摩尔浓度为0.89mol/L的NiCl2溶液和16mL摩尔浓度为0.44mol/L的ZnCl2溶液加入到混合液T5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液U5；(49)将物质K4加入到混合液U5中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质J5，物质J5经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质K；(50)将6.39g聚乙烯吡咯烷酮和900mL去离子水加入到容积为1000mL锥形瓶中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，摇匀后分成等量5份，得到混合液V1、混合液V2、混合液V3、混合液V4、混合液V5；(51)将89mL摩尔浓度为0.86mol/L的HAuCl4溶液加入到混合液V1中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液W1；(52)将物质K加入到混合液W1中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质L1，物质L1经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质Z1；(53)将99mL摩尔浓度为0.91mol/L的HAuCl4溶液加入到混合液V2中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液W2；(54)将物质Z1加入到混合液W2中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质L2，物质L2经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质Z2；(55)将109mL摩尔浓度为0.96mol/L的HAuCl4溶液加入到混合液V3中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液W3；(56)将物质Z2加入到混合液W3中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质L3，物质L3经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质Z3；(57)将119mL摩尔浓度为1.01mol/L的HAuCl4溶液加入到混合液V4中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液W4；(58)将物质Z3加入到混合液W4中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质L4，物质L4经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到物质Z4；(59)将129mL摩尔浓度为1.06mol/L的HAuCl4溶液加入到混合液V5中，在1000r/min条件下搅拌3分钟，得到混合液W5；(60)将物质Z4加入到混合液W5中，在温度为45℃的摇床中摇动15分钟，冷却到室温后过滤除去液体得到物质L5，物质L5经100mL质量百分比浓度为95％的乙醇洗涤后在82℃的干燥箱中放置112分钟，然后置于马弗炉中在478℃条件下焙烧73分钟，得到的物质即为具有电催化去除噻吩功能的改性活性炭粒子电极。