绿色化工技术

本发明公开了一种一体式氧还原产双氧水阴极及其制备方法，该方法将聚偏氟乙烯溶于N?N二甲基甲酰胺并与导电剂共混后，可涂覆于导电石墨纸上，经过高温碳化可直接获得一体式电极，可避免传统电极制备时使用粘结剂从而降低材料电催化性能的不足。本发明制备方法简单易行，便于规模化生产，更好地推进氧还原产双氧水的实际应用。

技术亮点

本发明的目的是针对上述现有技术中的不足，提供一种一体式氧还原产双氧水阴极的制备方法。本发明的另一目的是提供一体式氧还原产双氧水阴极。本发明的目的是通过以下技术方案实现的：一种一体式氧还原产双氧水阴极的制备方法，包括以下具体步骤：步骤1、将聚偏氟乙烯粉末与乙炔黑粉末加入到N-N二甲基甲酰胺溶剂中，在60-80℃温度下搅拌至少4小时，得到共混液；步骤2、将石墨纸在共混液中进行浸没-提拉操作数次，然后将石墨纸放入水中进行浸泡，取出后进行烘干；步骤3、将步骤2得到的烘干石墨纸在惰性气氛下及800-1000℃高温下恒温处理2-4小时，进行高温碳化，得到一体式氧还原产双氧水阴极。本发明进一步的设计方案中，步骤1中聚偏氟乙烯粉末、乙炔黑粉末和N-N二甲基甲酰胺的质量比为1:0.1:10。本发明进一步的设计方案中，步骤1中共混液搅拌温度为70℃，步骤3中高温碳化温度为900℃，高温碳化时间为3小时。一体式氧还原产双氧水阴极的制备方法制得的一体式氧还原产双氧水阴极。

一种一体式氧还原产双氧水阴极及其制备方法具有广泛的应用前景，主要包括以下几个方面：

环保领域：该阴极可以用于空气净化、水处理、脱硫脱硝等环保领域。例如，可以将该阴极应用于生物滤池中，通过电化学反应产生双氧水，对空气中的有害气体进行氧化降解。另外，该阴极还可以用于去除水中的有机物、重金属等污染物，以及降低水中的氨氮、亚硝酸盐等有害物质的含量。

能源领域：该阴极可以用于燃料电池、金属空气电池等能源领域。例如，可以将该阴极应用于质子交换膜燃料电池中，通过氧气还原反应将氧气转化为水，同时产生电能。另外，该阴极还可以用于金属空气电池中，通过氧气还原反应将空气中的氧气转化为金属氧化物，同时产生电能。

工业领域：该阴极可以用于化工、制药、食品等工业领域。例如，可以将该阴极应用于氧气生产中，通过氧气还原反应产生双氧水，进一步加工得到各种氧化剂和消毒剂。另外，该阴极还可以用于制药过程中，通过氧气还原反应产生过氧化氢，用于氧化药物分子或者对药物进行消毒。

医学领域：该阴极可以用于医学领域，例如用于制备医用双氧水、消毒设备等。

另外，该阴极还可以用于治疗某些疾病，例如通过电化学反应产生双氧水，对伤口进行氧化消毒，或者用于治疗某些氧化应激相关的疾病。

本发明中将聚偏氟乙烯溶于N-N二甲基甲酰胺并与导电剂共混后，可涂覆于导电石墨纸上，经过高温碳化可直接获得一体式电极，可避免传统电极制备时使用粘结剂从而降低材料电催化性能的不足。制备方法简单易行，便于规模化生产，更好地推进氧还原产双氧水的实际应用。