[发明专利]一种废旧轮胎热解碳催化剂、制备方法及应用

权利要求书

1.一种废旧轮胎热解碳催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将破碎后的废旧轮胎颗粒和氯化铵充分混合，置于管式炉中，在惰性气氛下进行程序升温热处理后进行HCl-HF混酸处理，然后经洗涤干燥即制得热解碳催化剂；

所述程序升温热处理包含两个阶段：第一阶段热处理温度为350~450℃，升温速率为0.5~2℃/min，热处理时间为1~3h时；第二阶段热处理温度为700~900℃，升温速率为2~5℃/min，热处理时间为1~3h；

所述热解碳催化剂为非金属碳催化剂，包括质量分数95%的C，2%的S和3%的N，比表面积为60~85m²/g，同时含有微孔、介孔和大孔且孔结构可调；

所述废旧轮胎颗粒和氯化铵的质量比为1:4~1:10；

所述HCl-HF混酸处理中HF浓度为5wt%~20wt%，HCl浓度为0.5~2M，处理温度为30~60℃，处理时间为8~12h。

2.根据权利要求1所述的废旧轮胎热解碳催化剂的制备方法，其特征在于：所述惰性气氛为氩气或者氦气。

3.权利要求1或2所述的制备方法制得的热解碳催化剂。

4.权利要求3所述的热解碳催化剂在电解水析氢反应中的应用，其特征在于：将热解碳催化剂与无水乙醇、粘结剂混合分散均匀得到浆料，均匀涂覆在导电基底上并干燥，得到阴极电极应用于三电极体系进行电解水析氢反应。

5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于：所述粘结剂为5wt% Nafion溶液，导电基底为玻碳电极，三电极体系的电解液为碱性电解液。

6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于：将热解碳催化剂应用于电解水析氢反应，表现出高效的催化性能，相对于可逆氢电极，在还原电位为-0.55~-0.1V范围内，电流密度最高达350mA•cm^-2，当电流密度为10和100mA•cm^-2时，过电位为330和440mV；该催化剂还表现出良好的催化稳定性。