[发明专利]一种反应性电化学阴极膜的制备方法

摘要

本发明公开了一种反应性电化学阴极膜的制备方法，涉及电催化复合膜领域。该方法包括：以聚丙烯腈基碳纤维布为基底，高分子有机聚合物为膜基质，氧化石墨烯为共混填料，通过共混‑浸没沉淀相转化法制膜，成膜后通过湿法浸泡在膜内负载铁离子。膜内负载的铁离子作为膜‑电芬顿一体化耦合系统的Fe²⁺源并通过膜阴极上的负电位实现Fe²⁺的原位电还原再生，利用改性膜上聚丙烯腈基碳纤维布的两电子氧还原阴极电催化特性为膜‑电芬顿一体化耦合系统提供H₂O₂源，从而实现对绝缘惰性的有机高分子聚合物膜进行电化学反应性改性，变传统均相电芬顿为在膜内发生的异相电芬顿。本发明方法简单，解决了传统电芬顿原水需要大量加酸、加Fe²⁺的技术缺陷。

主权项

1.一种反应性电化学阴极膜的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)浸没沉淀相转化法制膜：将氧化石墨烯和有机高分子聚合物依次溶解于有机溶剂中形成共混铸膜液，所述氧化石墨烯的质量为有机高分子聚合物质量的0.5％‑10％，所述有机高分子聚合物的质量为有机高分子聚合物和有机溶剂质量之和的9％‑17％，以聚丙烯腈基碳纤维布为基底，在聚丙烯腈基碳纤维布表面均匀刮一层共混铸膜液，放置15‑30s后，置于凝固浴中相转化成膜，得到石墨烯改性的有机高分子聚合物复合膜；(2)负载铁离子Fe3+：将制备好的石墨烯改性的有机高分子聚合物复合膜浸没于强碱性溶液中，浸泡时间为3‑12h，之后清洗有机高分子聚合物复合膜至pH值为中性，将清洗后的有机高分子聚合物复合膜浸没于Fe3+溶液中，浸泡时间为4‑24h，利用石墨烯对Fe3+的螯合特性实现对Fe3+的膜内负载，清洗负载了Fe3+的有机高分子聚合物复合膜至无色澄清；(3)还原Fe3+为Fe2+：以负载了Fe3+的有机高分子聚合物复合膜为阴极，施加外加电压，控制阴极电位为‑0.5至‑1.0V，持续时间为10‑20min，形成负载Fe2+的电化学阴极膜。