[发明专利]一种电催化材料及其制备方法、应用

说明书

本发明适用电化学技术领域，提供一种电催化材料及其制备方法、应用，包括：将引发剂加入到酸溶液中混合均匀，得溶液A；将苯胺和碳纳米管加入到酸溶液中混合均匀，得溶液B；将溶液A逐滴加入至溶液B中混合均匀，密封处理并沉浸在冰水浴中反应，得混合产物；将所述混合产物置于稀硝酸溶液中进行沉浸酸化处理。本发明通过将苯胺与碳纳米管进行原位聚合，制得聚苯胺/碳纳米管复合电催化材料，避免了聚苯胺因自身聚合产生的堆叠，团聚的问题，进一步，通过对该复合材料进行稀硝酸沉浸酸化处理，使材料表面得到新型氮氧官能团，提高了其催化性能，同时，碳纳米管表面的聚苯胺的含量可调，沉浸酸化时间可控，有利提高该电催化材料的电化学性能。

技术领域

本发明属于电化学技术领域，尤其涉及一种电催化材料及其制备方法、应用。

背景技术

过氧化氢(H₂O₂)是一种重要的化工原料，被广泛运用于各个领域，如工业造纸漂白、工业废水处理以及医疗卫生行业，根据实际调查，每年全球工业化生产H₂O₂的总量达到4百万吨。而现如今生产H₂O₂的主要途径是通过蒽醌氧化的过程，该方法成本较高且在生产过程中容易产生很多污染环境的有机中间产物。此外，还存在一些H₂O₂的存储以及运输方面的安全性问题。近些年来，通过电化学方法合成H₂O₂成为比较热门的研究方向，其优势在于可以很好地避免一些潜在性的危险，更重要的这是一种环保的方法。

众所周知，电化学合成H₂O₂是一种清洁高效的方法。但该反应过程中间需要一种具备高性能的催化剂，因此探索研究一种具有高电流密度，选择性高，稳定性良好的催化剂仍然是重中之重。在众多的催化剂中，贵金属材料如Pt、Pd、Hg、Au是最先被研究的，实验证明其具备很高2e的催化活性，且通过理论计算比较得出，而其合金如Pd-Hg、Pd-Au具备更加优越的性能。然而，这类材料最大的缺陷在于成本高昂且稀缺，从而很大程度上限制了它们更好的发展和应用。而碳材料尤其是杂原子掺杂的碳基材料，逐渐成为这个领域近年来研究的热点，如氮掺杂的碳材料，氧掺杂的碳材料，金属氧化物与多孔碳的复合材料。其中，碳纳米管作为一种常见的碳材料，近些年来被广泛研究。碳纳米管的结构与石墨的片层结构相同，所以具有很好的电学性能，是一种理想的碳材料电催化剂，但其本身作为两电子氧还原催化剂还存在如选择性低，稳定性差等问题。

由此可见，现有的电催化剂存在成本高昂且稀缺，选择性低以及稳定性差的问题。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种电催化材料，旨在解决现有的电催化剂存在成本高昂且稀缺，选择性低以及稳定性差的问题。

本发明实施例是这样实现的，一种电催化材料的制备方法，所述制备方法包括：

将引发剂加入到酸溶液中混合均匀，得溶液A；

将苯胺和碳纳米管加入到酸溶液中混合均匀，得溶液B；

将所述溶液A逐滴加入至所述溶液B中混合均匀，密封处理并沉浸在冰水浴中反应，经洗涤至中性，干燥，得混合产物；

将所述混合产物置于稀硝酸溶液中进行沉浸酸化处理，经洗涤至中性，干燥即得。

本发明实施例的另一目的在于一种电催化材料，所述电催化材料是根据所述的电催化材料的制备方法所制备得到。

本发明实施例的另一目的在于一种所述的电催化材料的制备方法制备的电催化材料在电催化制备过氧化氢中的应用。