[发明专利]一种电芬顿阴极材料及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种电芬顿阴极材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：碳材料进行活化，活化后的碳材料浸泡于含氟疏水材料的分散液中，然后在保护性气氛中烧结，得到电芬顿阴极材料。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳材料包括碳毡。

3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，所述含氟疏水材料包括聚四氟乙烯、聚三氟氯乙烯、聚偏氟乙烯、四氟乙烯与六氟丙烯的共聚物或四氟乙烯与全氟烷基乙烯基醚的共聚物中的任意一种或至少两种的组合；

优选地，所述含氟疏水材料的分散液中，所述含氟疏水材料所占的质量分数为1-25wt％；

优选地，所述浸泡的时间为10-120min。

4.根据权利要求1-3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述活化包括使用浓硝酸处理碳材料；

优选地，所述活化包括使用质量分数为30-80wt％的浓硝酸在50-95℃条件下，加热回流处理碳材料1-5h。

5.根据权利要求1-4任一项所述的制备方法，其特征在于，所述烧结包括依次进行的升温与保温；

优选地，所述升温的速率为2-10℃/min，所述升温的终点温度为200-500℃；

优选地，所述保温的时间为60-120min；

优选地，所述保护性气氛包括氮气和/或惰性气体。

6.根据权利要求1-5任一项所述的制备方法，其特征在于，所述活化前对碳材料进行预处理，所述预处理包括醇洗和/或水洗；

优选地，所述预处理后进行第一干燥，然后再进行活化；

优选地，所述活化与浸泡之间还包括清洗；

优选地，所述清洗后进行第二干燥，然后再进行浸泡；

优选地，所述浸泡后进行第三干燥，然后再进行烧结；

优选地，所述第一干燥、第二干燥与第三干燥的温度分别独立地为60-120℃，时间分别独立地为10-60min。

7.根据权利要求1-6任一项所述的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括：

碳材料进行醇洗和/或水洗，在60-120℃下干燥10-60min，使用质量分数为30-80wt％的浓硝酸在50-95℃下加热回流处理1-5h；进行清洗，在60-120℃下干燥10-60min；在质量分数为1-25wt％的含氟疏水材料的分散液中浸泡10-120min，在60-120℃下干燥10-60min；在保护性气氛中以2-10℃/min的升温速率升温至200-500℃并保温60-120min，得到电芬顿阴极材料。

8.一种电芬顿阴极材料，其特征在于，所述电芬顿阴极材料由权利要求1-7任一项所述制备方法得到。

9.一种如权利要求8所述电芬顿阴极材料的应用，其特征在于，所述电芬顿阴极材料用于制备过氧化氢。

10.根据权利要求9所述的应用，其特征在于，以所述电芬顿阴极材料为阴极，所述阴极附近通入氧气，以惰性电极为阳极，以钠盐和/或钾盐的溶液为电解液，通过直流电电解制备得到过氧化氢；

优选地，所述电解液的pH为1-10；

优选地，所述电解液的温度为15-35℃；

优选地，所述电解液设置于双室电解池中，所述双室电解池中间以质子膜隔开，所述阴极与阳极分别处于双室电解池的两个腔室中；

优选地，所述钠盐和钾盐分别独立地包括硫酸盐、氯酸盐、醋酸盐或硝酸盐中的任意一种或至少两种的组合，所述钠盐和/或钾盐的浓度为30-70mmol/L；

优选地，所述氧气的通入速率为80-120mL/min；

优选地，所述直流电电解的阴极电流密度为1-5mA/cm²。