[发明专利]一种球磨法制备的硼掺杂介孔碳催化剂及其制备方法和应用

权利要求书

1.一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂在电解水制备H₂O₂中的应用，其特征在于0.1~10重量份的单宁酸、0.1~10重量份的嵌段共聚物、0.1~5.0重量份的含硼化合物和0.1~5.0重量份的含氮化合物，一并放入球磨罐中进行球磨，得固态粘稠状产物；用冲洗液对所得固态粘稠状产物进行冲洗，固态粘稠状产物分散在冲洗液中，抽滤，滤饼干燥后焙烧，即制得硼掺杂介孔碳催化剂；

所述硼掺杂介孔碳催化剂、乙醇和Nafion溶液混合，配制形成分散液；将分散液滴在旋转圆盘电极上，分散液将旋转圆盘电极表面润湿，干燥，制得工作电极；以铂丝电极为对电极，于10~80℃下进行电解反应，电解反应的电压为-2~1V，反应生成H₂O₂产品；电解反应的电解液为0.1~1 mol/L的氢氧化钾水溶液、0.1~1 mol/L的硫酸水溶液、0.1~1 mol/L的氢氧化钠水溶液或0.1~1 mol/L的盐酸水溶液。

2.如权利要求1所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂在电解水制备H₂O₂中的应用，其特征在于单宁酸、嵌段共聚物、含硼化合物和含氮化合物的重量比为2~8 : 2~7 : 1~3 : 1~4。

3.如权利要求1所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂在电解水制备H₂O₂中的应用，其特征在于嵌段共聚物为P123、P103、P85、F38、F68或F127；含硼化合物为甲基硼酸、氧化硼、氮化硼、碳化硼、硼烷或硼酸；含氮化合物为二聚氰胺、三聚氰胺、三乙醇胺、尿素、吡啶或甲酰胺。

4.如权利要求3所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂在电解水制备H₂O₂中的应用，其特征在于嵌段共聚物为P123或F127；含硼化合物为硼酸或氧化硼；含氮化合物为二聚氰胺或尿素。

5.如权利要求1所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂在电解水制备H₂O₂中的应用，其特征在于冲洗液为0.1~1 mol/L的硫酸水溶液、0.1~1 mol/L的盐酸水溶液、0.1~1mol/L的氯化钠水溶液、饱和硫酸钠水溶液、乙醇或去离子水；所述冲洗液的温度为20~80℃。

6.如权利要求1所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂在电解水制备H₂O₂中的应用，其特征在于焙烧的步骤为：在通气条件下，以1~5℃/min的升温速率升温至300~600℃，恒温1~5h，再以1~5℃/min的升温速率升温至700~1200℃，恒温1~5h，然后冷却至室温；其中，通入的气体为氮气、氩气、氦气、氨气或空气。

7.如权利要求6所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂在电解水制备H₂O₂中的应用，其特征在于焙烧的步骤为：在通气条件下，以1~5℃/min的升温速率升温至300~600℃，恒温1~5h，再以1~5℃/min的升温速率升温至700~1200℃，恒温1~5h，然后冷却至室温；其中，通入的气体为氮气或氩气。

8.如权利要求1所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂在电解水制备H₂O₂中的应用，其特征在于球磨的步骤为：单宁酸、嵌段共聚物、含硼化合物和含氮化合物放入球磨罐中，并加入小球，在自转转速为50~500r/min、公转转速为100~1000r/min下，正反向交替研磨，研磨0.5~6h，得到固态粘稠状产物。