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专利号: 2020106601873
申请人: 东华理工大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-11-18
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.生物质源N、P共掺杂碳气凝胶/交联壳聚糖复合膜电极的制备方法,其特征在于,具体步骤如下:(1)制备生物质源N、P共掺杂碳气凝胶

将废弃的生物质除去外层表皮,切成合适大小后洗净,而后将洗净的生物质充分吸水后,再与去离子水及N、P共掺杂源一并加至水热釜中,于250℃温度条件下进行水热反应,得到预碳化N、P共掺杂碳水凝胶,并进一步除去预碳化N、P共掺杂碳水凝胶中的可溶性杂质;

最后将除去可溶性杂质的预碳化N、P共掺杂碳水凝胶切成小方块,于-60℃温度条件下冷冻干燥使之成型,再在700℃温度条件下引入保护气体碳化4h,得到N、P共掺杂碳气凝胶;

(2)制备N、P共掺杂碳气凝胶/壳聚糖复合膜电极

于醋酸中加入定量壳聚糖,搅拌至完全溶解,得壳聚糖溶液,而后在壳聚糖溶液中按质量配比加入步骤(1)中获得的N、P共掺杂碳气凝胶混合,并加入定量的交联剂与导电炭黑,充分搅匀得粘稠混合液,最后将粘稠混合液均匀涂匀在二氧化钛板上,于120℃温度条件下干燥制得生物质源N、P共掺杂碳气凝胶/交联壳聚糖复合膜电极。

2.根据权利要求1所述的生物质源N、P共掺杂碳气凝胶/交联壳聚糖复合膜电极的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述N、P共掺杂源为氨甲基膦酸。

3.根据权利要求1所述的生物质源N、P共掺杂碳气凝胶/交联壳聚糖复合膜电极的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述水热釜中加入有30g生物质、80ml去离子水及3gN、P共掺杂源。

4.根据权利要求1所述的生物质源N、P共掺杂碳气凝胶/交联壳聚糖复合膜电极的制备方法,其特征在于,步骤(1)中,所述除去预碳化N、P共掺杂碳水凝胶中的可溶性杂质流程为:将预碳化N、P共掺杂碳水凝胶浸泡在水与乙醇组成的混合液中数天。

5.根据权利要求1所述的生物质源N、P共掺杂碳气凝胶/交联壳聚糖复合膜电极的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述醋酸浓度为1wt%。

6.根据权利要求1所述的生物质源N、P共掺杂碳气凝胶/交联壳聚糖复合膜电极的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述壳聚糖与N、P共掺杂碳气凝胶的质量配比为1:0.1~

0.3。

7.根据权利要求6所述的生物质源N、P共掺杂碳气凝胶/交联壳聚糖复合膜电极的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述壳聚糖与N、P共掺杂碳气凝胶最佳质量配比为1:0.2。

8.根据权利要求1所述的生物质源N、P共掺杂碳气凝胶/交联壳聚糖复合膜电极的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述导电炭黑为1.0g。

9.根据权利要求1所述的生物质源N、P共掺杂碳气凝胶/交联壳聚糖复合膜电极的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述交联剂为环氧氯丙烷,环氧氯丙烷为1.5mL。

10.根据权利要求1所述的生物质源N、P共掺杂碳气凝胶/交联壳聚糖复合膜电极的制备方法,其特征在于,步骤(2)中,所述保护气体为N2。