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专利号: 2020100802760
申请人: 东华理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 基本电气元件
更新日期:2024-02-23
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种聚吡咯/磷掺杂石墨化碳复合导电膜电极的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:

(1)制备磷掺杂石墨化碳

1)原料预处理:将柚子皮经水洗除去可溶性杂质,再经70℃温度条件干燥后研碎;

2)预碳化:将步骤1)中预处理后的柚子皮与活化剂充分混匀置于反应釜中,再加入适量磷掺杂磷源,充分搅拌,而后通入氮气将反应釜内的空气充分置换,再将密封后的反应釜在氮气保护下于280℃温度条件下搅拌加热预碳化;预碳化完成后,自然冷却,取出固相预碳化材料,经水洗后,于70℃温度条件下真空干燥得预碳化体;且活化剂是浓度为0.5mol/L的KOH溶液,磷掺杂磷源是重量百分率为32wt.%的羟基乙叉二膦酸溶液;

3)高温碳化:将步骤2)所得预碳化体置于程序升温反应炉中,在氮气保护下,以规定的升温速率升至1160℃,并于1160℃下高温碳化,得到磷掺杂石墨化碳;

(2)制备复合导电碳膜电极

I)将定量聚吡咯溶于N‑甲基吡咯烷酮中,再按质量配比加入磷掺杂石墨化碳,充分搅拌均匀得混合稠状液,而后将混合稠状液倒入玻璃皿中,在70℃温度条件下干燥成膜;

II)将步骤I)中干燥成的膜剪裁,即制成聚吡咯/磷掺杂石墨化碳复合导电膜电极。

2.根据权利要求1所述的一种聚吡咯/磷掺杂石墨化碳复合导电膜电极的制备方法,其特征在于,步骤1)中,在70℃温度条件下干燥时间为12h。

3.根据权利要求1所述的一种聚吡咯/磷掺杂石墨化碳复合导电膜电极的制备方法,其特征在于,反应釜中加入有20g预处理后的柚子皮,10mLKOH溶液,10mL羟基乙叉二膦酸溶液。

4.根据权利要求1所述的一种聚吡咯/磷掺杂石墨化碳复合导电膜电极的制备方法,其特征在于,步骤2)中,在氮气保护下于280℃温度条件下搅拌加热预碳化时间为2h。

5.根据权利要求1所述的一种聚吡咯/磷掺杂石墨化碳复合导电膜电极的制备方法,其特征在于,步骤3)中,在氮气保护下,以40℃/min的升温速率升至1160℃。

6.根据权利要求5所述的一种聚吡咯/磷掺杂石墨化碳复合导电膜电极的制备方法,其特征在于,步骤3)中,在1160℃下高温碳化时间为30min。

7.根据权利要求1所述的一种聚吡咯/磷掺杂石墨化碳复合导电膜电极的制备方法,其特征在于,步骤I)中,聚吡咯与磷掺杂石墨化碳的质量配比为100:25~100:55。

8.根据权利要求7所述的一种聚吡咯/磷掺杂石墨化碳复合导电膜电极的制备方法,其特征在于,聚吡咯与磷掺杂石墨化碳最佳质量配比为100:45。