[发明专利]厚层三维垂向分级多孔道石墨化活性木源碳电极及其制备方法

权利要求书

1.一种厚层三维垂向分级多孔道石墨化活性木源碳电极的制备方法，其特征在于该方法由以下步骤组成：

(1)制备厚层木源碳电极

将木材用乙醇和去离子水清洗干净后烘干，在氮气气氛中升温至800～1000℃，碳化处理1～4小时，降至室温，用乙醇和去离子水超声清洗并干燥，得到厚层木源碳电极；

(2)真空辅助改性

将步骤(1)得到的厚层木源碳电极放置于混酸溶液中，在50～80℃真空环境中浸泡10～60分钟后，产物依次用乙醇和去离子水清洗至pH中性，干燥后得到改性厚层木源碳电极；所述的混酸溶液由硝酸、硫酸和去离子水组成，其中硝酸的质量分数为5％～15％，硫酸的质量分数为25％～60％；

(3)浸渍催化活化剂

将步骤(2)得到的改性厚层木源碳电极浸渍于0.05～1mol/L Fe(NO₃)₃水溶液中，在60～100℃下回流3～10小时，得到浸渍有Fe(NO₃)₃的改性厚层木源碳电极；

(4)一步法制备厚层三维垂向分级多孔道石墨化活性木源碳电极

在氮气气氛中，将步骤(3)得到的浸渍有Fe(NO₃)₃的改性厚层木源碳电极升温至800～1000℃，恒温1～4小时，降至室温，得到厚层三维垂向分级多孔道石墨化活性木源碳电极。

2.根据权利要求1所述的厚层三维垂向分级多孔道石墨化活性木源碳电极的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，将木材用乙醇和去离子水清洗干净后烘干，在氮气气氛中升温至900℃，碳化处理3小时。

3.根据权利要求1所述的厚层三维垂向分级多孔道石墨化活性木源碳电极的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，将步骤(1)得到的厚层木源碳电极放置于混酸溶液中，在60℃真空环境中浸泡30分钟。

4.根据权利要求1或3所述的厚层三维垂向分级多孔道石墨化活性木源碳电极的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，所述混酸溶液中硝酸的质量分数为10％、硫酸的质量分数为50％。

5.根据权利要求1所述的厚层三维垂向分级多孔道石墨化活性木源碳电极的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，将步骤(2)得到的改性厚层木源碳电极浸渍于0.05～1mol/LFe(NO₃)₃水溶液中，在80℃下回流6小时。

6.根据权利要求1或5所述的厚层三维垂向分级多孔道石墨化活性木源碳电极的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述的Fe(NO₃)₃水溶液的浓度为0.5mol/L。

7.根据权利要求1所述的厚层三维垂向分级多孔道石墨化活性木源碳电极的制备方法，其特征在于：步骤(4)中，在氮气气氛中，将步骤(3)得到的浸渍Fe(NO₃)₃的改性厚层木源碳电极升温至900℃，恒温2小时。

8.根据权利要求1或2或7所述的厚层三维垂向分级多孔道石墨化活性木源碳电极的制备方法，其特征在于：所述升温的速率为3～10℃/min。

9.权利要求1的方法制备得到的厚层三维垂向分级多孔道石墨化活性木源碳电极。