[发明专利]一种含N碳气凝胶电极的制备活化方法

摘要

本发明涉及一种含N碳气凝胶电极的制备活化方法，在碳气凝胶骨架中原位掺入N，并对N掺杂碳气凝胶CO2和N2活化，调节气凝胶的亲疏水性，制备出具有高催化活性N掺杂碳气凝胶。与现有技术相比，本发明由于采用原位掺入N使N原子均匀地分散到碳气凝胶矩阵中，通过CO2和N2的活化，所制备的掺N碳气凝胶电极在产H2O2比碳气凝胶提高4倍，另外还具有制备方法简便、电极易成形，反应催化活性高、易于循环使用等优点。

主权项

一种含N碳气凝胶电极的制备活化方法，其特征在于，在碳气凝胶骨架中原位掺入N，并对N掺杂碳气凝胶CO2和N2活化，调节气凝胶的亲疏水性，制备出具有高催化活性N掺杂碳气凝胶，采用以下步骤：(1)将间苯二酚、甲醛、碳酸钠溶解在水中，然后加入N源，搅拌均匀后于容器中密封，将该容器置于20～30℃恒温24～30小时，40～50℃恒温24～30小时，85～90℃恒温70～75小时以发生聚合作用，形成掺N湿凝胶，然后将制备好的凝胶在室温条件下于丙酮中浸渍3～5天，每天更换一次丙酮，用来置换凝胶中的水，浸渍结束之后，在室温条件下干燥2～3天，得到大量结构完整的干凝胶，然后将这些干凝胶置于管式炉中程序升温，在氮气流速为300～400mL/min的氮气气氛下，以1～2℃每分钟的升温速率升至600‑700℃，并在该温度下保持4～5小时，然后以相同速率降至室温，得到了结构完整的块状掺N碳气凝胶电极；(2)将步骤(1)制备得到的掺N碳气凝胶电极置于管式炉中程序升温，在二氧化碳流速为30～40mL/min的二氧化碳气氛下，以4℃每分钟的速率升至750‑850℃，在该温度下保持1‑2小时，然后以相同速率降至室温之后，得到结构完整的块状CO2活化N碳掺杂气凝胶电极；(3)将步骤(2)制备得到的块状CO2活化N碳掺杂气凝胶电极置于管式炉中程序升温，在氮气流速200～300mL/min的氮气气氛下，以4～5℃每分钟的速率升至750～850℃，在该温度下保持1～2小时，然后以相同速率降至室温，得到结构完整的块状CO2和N2活化掺N碳气凝胶，即为产品。