[发明专利]一种石墨烯和碳纳米管协同改性膜电极的制备方法

摘要

本发明提供了一种石墨烯和碳纳米管协同改性膜电极的制备方法，包括如下步骤：（1）石墨烯改性；（2）碳纳米管改性；（3）掺杂；（4）制膜；（5）浸渍；（6）氧化，膜和催化剂的接触紧密，催化剂颗粒细密，可以得到更好的催化效果，从而使得臭氧的生成效率得到改善，并且添加了石墨烯和碳纳米管，两者协同改善膜电极的催化效能。

主权项

1.一种石墨烯和碳纳米管协同改性膜电极的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：（1）石墨烯改性取一定量的氧化石墨烯，分散到无水乙醇中，一定功率下超声1‑30min，形成1‑15g/L的分散液，加入氨基硅烷偶联剂，机械搅拌下反应1‑12h，搅拌速度为400‑800rpm，得到硅烷改性的石墨烯；（2）碳纳米管改性取一定量的碳纳米管，分散到无水乙醇中，加入Fenton试剂进行羟基化处理，然后超声5‑10min，形成0.5‑8g/L的分散液，加入氨基硅烷偶联剂，机械搅拌下反应1‑12h，搅拌速度为400‑800rpm，得到硅烷改性的碳纳米管；（3）掺杂将全氟磺酸离子交换树脂溶解到有机溶液中，搅拌下缓慢加入改性的石墨烯和碳纳米管，加入完毕后超声5‑20min，得到掺杂石墨烯和石墨烯的混合液；（4）制膜取四氟乙烯容器，将SPE膜置于底层，在SPE膜上均匀的浇覆掺杂石墨烯和碳纳米管的混合液，待溶剂挥发，形成底层为SPE膜、上层为含有石墨烯和碳纳米管的交换膜层的复合膜；（5）浸渍将0.1‑1mol/L的Pb(NO3)2和5‑200mmol/L的NaF配制成浸渍液，步骤（4）得到的复合膜平放，将含有石墨烯和碳纳米管的交换膜层浸入浸渍液中，浸渍时间为1‑10h，浸渍完成后，用去离子水洗涤，得到浸渍后的复合膜；（6）氧化配制1‑6mol/L的NaOH或KOH溶液，将浸渍后的复合膜置入溶液中，加入氧化剂，氧化1‑5h，得到沉积有β‑PbO2的复合膜。