1.一种基于硼、氮共掺杂介孔碳的催化剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:
1)将2.0 8.0g嵌段共聚物、0.2 4.0g含硼化合物和0.2 4.0g含氮化合物溶解于20 80g~ ~ ~ ~有机溶剂中,加入10 60g树脂,加入10 30g含硼离子液体,搅拌30 60min,在室温下挥发有~ ~ ~机溶剂5-20h后,置于50 150℃的常压烘箱中固化12 36h,再置于100 200℃的常压烘箱中~ ~ ~固化12-36h,得固化产物;
2)对步骤1)所得固化产物进行球磨,得到粉末状产物,再进行焙烧,即得所述基于硼、氮共掺杂介孔碳的催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种基于硼、氮共掺杂介孔碳的催化剂的制备方法,其特征在于嵌段共聚物的质量为4 7g,所述嵌段共聚物为P123、P103、P85、F38、F68或F127,优选为~P123或F127;
含硼化合物质量为0.5 2.0g,所述含硼化合物为氧化硼、氮化硼、硼酸、碳化硼、硼烷或~甲基硼酸,优选为硼酸或氧化硼。
3.根据权利要求1所述的一种基于硼、氮共掺杂介孔碳的催化剂的制备方法,其特征在于含氮化合物质量为0.5 2.0g,所述含氮化合物为三聚氰胺、二聚氰胺、尿素、吡啶、甲酰胺~或三乙醇胺,优选为三聚氰胺或尿素;
有机溶剂质量为30 60g,所述有机溶剂为甲醇、乙醇、异丙醇、乙醚、二氯乙烷或甲苯,~优选为乙醇或甲苯。
4.根据权利要求1所述的一种基于硼、氮共掺杂介孔碳的催化剂的制备方法,其特征在于树脂质量为20 40g,所述树脂为酚醛树脂、聚酯树脂、聚酰胺树脂、环氧树脂、脲甲醛树脂~或聚酰亚胺树脂,优选为酚醛树脂;
所述含硼离子液体为N-丁基吡啶四氟硼酸盐、1-戊基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-己基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-胺丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐、1-苄基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐或N-甲氧基乙基-N-甲基二乙基铵四氟硼酸盐,优选为N-丁基吡啶四氟硼酸盐或1-胺丙基-3-甲基咪唑四氟硼酸盐。
5.根据权利要求1所述的一种基于硼、氮共掺杂介孔碳的催化剂的制备方法,其特征在于步骤2)中,所述球磨的步骤为:将步骤1)所得固化产物放入球磨罐,加入6 30个小球,在~自转转速为50 400r/min、公转转速为100 800r/min下,研磨0.5 6h,得到粉末状产物;
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所述焙烧的步骤为:在通气条件下,将所述粉末状产物置于管式炉中,管式炉以1 10~℃/min的升温速率升温至200 400℃,保温1 5h,再以1 10℃/min的升温速率升温至500~ ~ ~ ~
1300℃,保温1 5h后,得到的产物冷却至室温后,用热液冲洗,进行抽滤,滤渣再在50 100℃~ ~下真空干燥12 24h。
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6.根据权利要求5所述的一种基于硼、氮共掺杂介孔碳的催化剂的制备方法,其特征在于通入的气体为氨气、氮气、氩气、氦气或空气,优选为氮气或氩气;
热液的温度为60 100℃,所述热液为0.1 1 mol/L的硫酸水溶液、0.1 1 mol/L的盐酸~ ~ ~水溶液、0.1 1 mol/L的氯化钠水溶液、饱和硫酸钠水溶液、饱和硫酸钾水溶液或去离子水。
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7.根据权利要求1 6任一所述的方法制备的基于硼、氮共掺杂介孔碳的催化剂。
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8.根据权利要求7所述的基于硼、氮共掺杂介孔碳的催化剂在电解水制备臭氧中的应用。
9.根据权利要求8所述的应用,其特征在于采用固体聚合物电解质臭氧发生器作为反应器,电解室容积为0.5-3L,加入去离子水;将所述硼掺杂介孔碳催化剂和含10-20%铂含量的铂碳催化剂分别涂覆在质子交换膜的阳极面和阴极面,电解反应的电流为5-20 A,槽电压为3-6 V,于10-80℃下进行电解反应,得臭氧产品;其中电解反应时间为1 24h。
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10.根据权利要求9所述的应用,其特征在于所述质子交换膜为Nafion N117、Nafion N115、Nafion D520、 Nafion NRE211、Nafion NRE212或Nafion HP,优选为Nafion N117或Nafion N115。