申请/专利权人：中国科学院金属研究所

申请日：2020-09-23

公开（公告）日：2024-06-28

公开（公告）号：CN114249398B

主分类号：C02F1/467

分类号：C02F1/467;C02F1/72

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.06.28#授权;2022.04.15#实质审查的生效;2022.03.29#公开

摘要：本发明涉及电化学及水处理技术领域，具体是指一种高效电芬顿阴极材料的构建方法及在水处理中的应用。针对传统电芬顿阴极材料依然存在传质差、H2O2生成电流效率低等缺点，本发明以碳纤维为研究对象，在碳纤维的后处理过程中，依次通过预氧化、碳化、石墨化和活化等过程，从而得到具有合适孔结构、较高比表面、良好电导率和电化学活性的电芬顿阴极材料。本发明得到的碳纤维电极，其基底具有较高的石墨化度，因此具有优良的电导率；而其表面具有大量的沟壑和丰富的含氮官能团，因为具有较高的比表面和良好的二电子氧还原活性。此外，本发明得到的碳纤维电极还具有优良的介孔结构，能够有效的改善电芬顿过程的传质步骤。

主权项：1.一种高效电芬顿阴极材料的构建方法，其特征在于，以碳纤维为研究对象，在碳纤维的后处理过程中，依次通过预氧化、碳化、石墨化和活化过程，从而得到具有合适孔结构、较高比表面积、良好电导率和电化学活性的电芬顿阴极材料，活化后电芬顿阴极材料表面具有含氮官能团；含氮官能团中包括：石墨氮、吡咯氮、吡啶氮，石墨氮的含量为20~50at%，吡咯氮的含量为15~35at%，吡啶氮的含量为10~30at%；电芬顿阴极材料技术指标如下：孔结构为孔径4~10nm的介孔结构，比表面积为50~500m2g-1，电导率为50~200Scm-1，电生H2O2效率达98%以上；所述的高效电芬顿阴极材料的构建方法，包括如下步骤：（1）将碳纤维原毡置于马弗炉中预氧化，预氧化温度为200~350℃，升温速率为1~10℃min-1，预氧化的时间为1~3h，得到预氧化毡；（2）将预氧化毡于惰性保护气氛下碳化，碳化的温度为500~1800℃，升温速率为2~10℃min-1，碳化时间为0.5~5h，得到碳纤维毡；（3）将碳纤维毡置于氩气氛围中石墨化，石墨化温度为2000~2800℃，升温速率为5~10℃min-1，石墨化时间为0.5~12h，得到石墨纤维毡；（4）将得到的石墨纤维毡置于氨气或者氨气和氮气的混合气体氛围中活化，活化温度为600~1200℃，升温速率为2~10℃min-1，活化时间为0.5~5h，得到活化的纤维毡，即高效电芬顿阴极材料。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 中国科学院金属研究所 一种高效电芬顿阴极材料的构建方法及在水处理中的应用

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