[发明专利]非金属基体高效催化电极及其制备方法

权利要求书

1.一种非金属基体催化电极，其特征在于，由导电催化剂覆盖非金属基体而构成；其中，非金属基体选自海绵、纸、木材、纤维、塑料、布；催化剂采用金属硼化物、金属磷化合物或金属磷硼化合物；按质量计，催化剂中金属含量60-95%，硼含量3-20%，磷含量3-20%，三者总量满足100%；导电催化剂负载量为0.5-10%。

2.一种如权利要求1所述的非金属基体催化电极的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

（1）非金属基体预处理：将非金属基体在溶剂中浸泡、超声清洗，除去表面污渍；再对非金属基体表面进行活化处理，获得具有活化表面的非金属基体；活化处理方式：将非金属基体表面负载导电聚合物、金属进行活化，或者对非金属基体进行表面碳化处理进行活化；

（2）镀液配制：将催化剂前驱体、还原剂、络合剂、缓冲剂及水混合，制得镀液；

（3）化学镀：将步骤（1）制得的活化基体浸入步骤（2）制得的镀液中，进行反应，反应结束后取出基体，用去离子水冲洗，干燥，获得非金属基体催化电极。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，非金属基体预处理用的清洗溶剂为水、乙醇、丙酮或汽油，浸泡时间为2-24h，浸泡温度低于45℃。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，非金属基体表面活化负载的导电聚合物为聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩中的一种或几种；负载的金属为铁、镍、钴、铜、银、钯中的一种或几种。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，负载导电聚合物时，将非金属基体浸入聚合物单体溶液中，使用原位聚合的方法将聚合物沉积于非金属基体表面；负载金属时，将非金属基体浸入金属盐的水溶液中，使用化学法还原金属盐，使金属沉积于基体表面；碳化处理时，使用化学法或热处理法使非金属基体表层碳化。

6.根据权利要求2-5之一所述的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，镀液中导电催化剂前驱体金属盐阳离子选自钴、镍、钼、钨、铁中的一种或几种，阴离子选自氯离子、硫酸根离子、硝酸根离子、磷酸根离子、醋酸根离子、草酸根离子中的一种或几种；金属盐浓度为5g/L-80g/L；还原剂选自硼氢化物、次亚磷酸盐；其中，硼氢化物选自硼氢化钠、硼氢化钾、氨硼烷、胺硼烷化合物中的一种或几种；次亚磷酸盐阳离子选自铵、氢、钠、钾、镁、钙、铁、钴、镍中的一种或几种；还原剂浓度为1g/L-50g/L；络合剂选自氨水、胺、柠檬酸钠、醋酸钠、乳酸钠、丙二酸钠；络合剂浓度为10g/L-25g/L；缓冲剂选自乙酸钠、硼酸、氯化铵、硫酸钠；缓冲剂浓度为5g/L -15g/L。

7.据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，非金属基体在进行化学镀时，反应温度为10-80℃，反应时间为15min-24h。