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专利号: 2021107871179
申请人: 烟台大学
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:2025-03-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种碳毡基铁/镁/锆/氮掺杂碳催化电极的制备工艺,其特征在于,包括如下步骤:(1)碳毡的预处理:去除碳毡上附着的杂质并烘干,将烘干后的碳毡进行蚀刻处理;

(2)制备碳毡基铁/镁/壳聚糖催化电极;以步骤(1)预处理后的碳毡为原料,通过水热法将铁、镁、壳聚糖负载于步骤(1)获得的碳毡表面;

(3)制备碳毡基铁/镁/锆/氮掺杂碳催化电极:以步骤(2)获得的碳毡基铁/镁/氮掺杂碳催化电极为原料,通过水热法将锆的金属有机框架结构负载于步骤(2)获得的碳毡表面;

然后,通过煅烧将铁、镁和锆氧化。

2.按照权利要求1所述的一种碳毡基铁/镁/锆/氮掺杂碳催化电极的制备工艺,其特征在于步骤(1)中,所述去除碳毡上附着的杂质具体步骤为:将碳毡浸没在无水乙醇和丙酮的混合液中24 ‑ 48 h,无水乙醇与丙酮的质量比为1:2 ‑ 2:1,在60 ‑ 100 ℃下烘干。

3.按照权利要求1所述的一种碳毡基铁/镁/锆/氮掺杂碳催化电极的制备工艺,其特征在于步骤(1)中,所述蚀刻处理的具体步骤为:将烘干的碳毡浸没在稀酸中,蚀刻12 ‑ 24 h并在60 ‑ 100 ℃烘干,以产生催化剂的附着位点。

4.按照权利要求1所述的一种碳毡基铁/镁/锆/氮掺杂碳催化电极的制备工艺,其特征在于步骤(2)中,所述水热法将铁、镁、壳聚糖负载于步骤(1)获得的碳毡表面的具体步骤为:首先,将壳聚糖溶于稀酸中,搅拌12 ‑ 24 h形成粘稠溶液,在搅拌过程中加入六水三氯化铁和六水氯化镁,壳聚糖、稀酸、六水三氯化铁、六水氯化镁四种成分的质量比为(18 ‑ 

20):(826 ‑ 828):(2 ‑ 4):(1 ‑ 2);然后,将粘稠溶液转移到反应釜中,放入步骤(1)中获得的碳毡,在180 ℃烘箱中水热处理12 h,最后,用去离子水对清洗碳毡并在60 ‑ 100 ℃烘干。

5.按照权利要求1所述的一种碳毡基铁/镁/锆/氮掺杂碳催化电极的制备工艺,其特征在于步骤(3)中,所述通过水热法将锆的金属有机框架结构负载于步骤(2)获得的碳毡表面的具体步骤为:首先,将四氯化锆和对苯二甲酸溶于N,N‑二甲基甲酰胺中,四氯化锆、对苯二甲酸、N,N‑二甲基甲酰胺三者的质量比(2 ‑ 4):(1 ‑ 2):(836 ‑ 838);接着,将混合液转移到反应釜中,并放入步骤(2)中获得的碳毡基铁/镁/壳聚糖催化电极,在120 ℃烘箱中水热处理24 h;然后,用无水乙醇和DMF清洗碳毡并在60 ‑ 100 ℃烘干,以去除未反应的物质。

6.按照权利要求1所述的一种碳毡基铁/镁/锆/氮掺杂碳催化电极的制备工艺,其特征 

在于步骤(3)中,所述通过煅烧将铁、镁和锆氧化的具体步骤为:控制升温速率为5 ℃ min‑ 1

,在600 ℃下煅烧120 min。

7.采用要求1 ‑ 6任一权利要求所述的一种碳毡基铁/镁/锆/氮掺杂碳催化电极的制备工艺制得的碳毡基铁/镁/锆/氮掺杂碳催化电极。

8.按照权利要求7所述的碳毡基铁/镁/锆/氮掺杂碳催化电极在处理核废水中的应用。