[发明专利]一种双功能复合生物质碳基材料及应用、一种双功能复合碳基电极及其制备方法

权利要求书

1.一种双功能复合生物质碳基电极，其特征在于，包括疏水改性石墨毡和负载于所述石墨毡表面的碳基材料，所述碳基材料包括第一生物质碳基材料和第二生物质碳基材料，所述第一生物质碳基材料具有高度石墨化的结构，所述第一生物质碳基材料的层状结构的边缘富含含氧官能团；所述第二生物质碳基材料包括碳基底和负载于所述碳基底表面的锰氧化物纳米颗粒；所述第一生物质碳基材料和所述第二生物质碳基材料的质量之比为1:(0.1~10)；

所述第一生物质碳基材料的制备方法为以下步骤：在保护气体中，将豆科植物的植株进行热解，得到第一生物质碳基材料；所述热解的温度为500~900℃，所述热解的保温时间为1~8h；由室温升温至所述热解温度的升温速率为1~5℃/min；

所述第二生物质碳基材料的制备方法包括以下步骤：在保护气体中，将锰超积累植物的植株进行热解，得到第二生物质碳基材料；所述热解的温度为500~900℃，所述热解的保温时间为1~8h；由室温升温至所述热解温度的升温速率为1~5℃/min。

2.根据权利要求1所述的双功能复合生物质碳基电极，其特征在于，所述锰氧化物纳米颗粒包括MnO纳米颗粒和Mn₂O₃纳米颗粒；所述锰氧化物纳米颗粒的粒径为5~20nm。

3.根据权利要求1所述的双功能复合生物质碳基电极，其特征在于，所述豆科植物包括大豆、豌豆、蚕豆、苜蓿、三叶草、黄花草木樨、儿茶、决明、苦参、鸡血藤中的一种或多种。

4.根据权利要求1所述的双功能复合生物质碳基电极，其特征在于，所述锰超积累植物包括商陆属植物、芥菜、水蓼、木荷、景天科植物、蜈蚣草、宝山堇菜、龙葵中的一种或多种；所述锰超积累植物中锰元素的含量占所述锰超积累植物干重的0.1~1wt%。

5.权利要求1~4任一项所述的双功能复合生物质碳基电极的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将碳基材料、有机溶剂和聚四氟乙烯研磨，得到混合料；

将所述混合料涂覆于疏水改性石墨毡表面，得到涂覆石墨毡；

将所述涂覆石墨毡煅烧，得到所述双功能复合碳基电极。

6.权利要求1~4任一项所述的双功能复合生物质碳基电极或权利要求5所述的制备方法得到的双功能复合生物质碳基电极在电动处理有机污染物中的应用。