[发明专利]一种介孔炭空气扩散电极及其制备方法和应用

摘要

本发明公开了一种介孔炭空气扩散电极及其制备方法和应用。所述空气扩散电极片是由空气扩散层、不锈钢集流体、介孔炭催化层依次压合而成，不锈钢集流体为50目、0.1mm厚的不锈钢片；由介孔炭与聚四氟乙烯乳液按照一定的比例制成催化层；由炭黑或石墨与聚四氟乙烯乳液按照一定的比例制成空气扩散层；用压片的方法使得催化层和空气扩散层分别紧密贴合在不锈钢网的两侧，空气扩散电极的厚度为0.5mm。该介孔炭空气扩散电极作为阴极，在电解液体系中产生过氧化氢；在电流密度为15mA/cm2时，电解60min以后，过氧化氢的浓度最大为1432mg/L。

主权项

1.一种介孔炭空气扩散电极的制备方法，其特征在于，所述介孔炭空气扩散电极包括空气扩散层、不锈钢集流体、介孔炭催化层依次压合而成，所述介孔炭空气扩散电极按照如下步骤制备而成：1）制备介孔炭催化层：取适量的介孔炭，用去离子水清洗2~3遍并烘干备用，取与介孔炭质量比为1:8~12的无水乙醇，添加在烧杯中，加入与介孔炭质量比为1~3∶1的聚四氟乙烯乳液进行破乳，超声振荡得到混合液，再加入已经烘干的适量的介孔炭，超声振荡，使得介孔炭与无水乙醇和聚四氟乙烯乳液都混合均匀，然后在60~90℃超声水浴中不断搅拌混合40~80min，直至混合物成为不沾杯壁的凝聚状膏体，揉捏成团1~2min，继续放在60~90℃超声水浴中待无水乙醇蒸发后膏体成絮体状，称量出0.25~0.3g放在模具中，用压片机压制在不锈钢网的一侧，制成介孔炭催化层；2）制备空气扩散层：取适量炭黑或石墨，用去离子水清洗2~3遍并烘干备用，取与炭黑或石墨质量比为1:8~12的无水乙醇，添加在烧杯中，加入与炭黑或石墨质量比为1~3∶1的聚四氟乙烯乳液进行破乳，超声振荡，再加入已经备好的炭黑或石墨，超声振荡，使得炭黑或石墨与无水乙醇和聚四氟乙烯乳液都混合均匀，然后在60~90℃超声水浴中不断搅拌混合40~80min，直至混合物成为不沾杯壁的凝聚状膏体，揉捏成团1~2min，继续放在60~90℃超声水浴中待无水乙醇蒸发后膏体成絮体状，称量出0.35~0.45g放在模具中，用压片机压制在不锈钢网的另一侧，制成空气扩散层；3）压片：将步骤1）介孔炭催化层和步骤2）得到的空气扩散层通过压片获得压制好的厚度为0.5mm的薄片，再把压制好的薄片置于管式炉中，在300~350℃中烧1~2h，后用去离子水冲洗，晾干备用。