[发明专利]碳气凝胶负载二氧化锰的电极材料的制备及应用

摘要

本发明属于环境电化学材料制备和电脱盐技术领域，涉及碳气凝胶负载二氧化锰的电极材料的制备及应用。本发明通过溶胶‑凝胶法合成碳气凝胶，然后通过水热法负载二氧化锰形成复合材料，再以泡沫镍为导电基体进行压片；在电化学工作站测试循环伏安曲线和恒流充放电曲线，优化电极材料；然后将优化的电极材料用于脱盐反应装置，考察电压、流速、进水浓度对脱盐效果的影响。本发明降低脱盐成本、降低污染并提高电极吸附量。

主权项

1.碳气凝胶负载二氧化锰的电极材料的制备，其特征在于，步骤如下：(1)碳气凝胶的制备：将间苯二酚和甲醛混合，加入去离子水，得到混合溶液，控制间苯二酚和甲醛在混合溶液中的质量分数为40wt％；向混合溶液中加入碳酸钠作为催化剂，其中，间苯二酚、甲醛和碳酸钠的摩尔比为1000：2000：1，混合搅拌；温度25℃加热1d，温度50℃加热1d，温度90℃加热4d，进行溶胶‑凝胶反应；溶胶‑凝胶反应结束后，取出，放入体积百分比为3％的三氟乙酸中3d，进行酸洗老化；放入丙酮中3d，进行溶剂置换，每天更换新的丙酮；常温常压干燥7d，放入管式炉中碳化，以N2作惰性保护气，在温度800℃下保持4h，形成碳气凝胶；(2)碳气凝胶负载二氧化锰材料的制备：将KMnO4与MnSO4·H2O混合，加入去离子水，KMnO4、MnSO4·H2O和去离子水的摩尔比为2:3:2；加入碳气凝胶，KMnO4与碳气凝胶的质量比不大于10；超声，温度140℃加热10h，然后抽滤、洗涤、干燥，得到碳气凝胶负载二氧化锰材料；(3)电极的制备：碳气凝胶负载二氧化锰材料、炭黑和PTFE按照摩尔比8:1:1混合，加入乙醇，超声，干燥，以泡沫镍为导电基体进行压片，得到碳气凝胶负载二氧化锰的电极。