电极材料及其制备方法和应用

    专利查询2025-04-18  23


    本公开涉及废水处理与资源化领域,尤其涉及一种电极材料及其制备方法和应用,更具体地涉及一种利用生物材料吸附废水中的镍离子进而制备镍负载电极材料的制备方法及电催化析氧应用。


    背景技术:

    1、镍作为不可再生资源,其有效回收对于保障资源安全、促进可持续发展具有重要意义。传统的镍离子回收技术主要包括吸附、分离纯化等复杂工艺,这些技术虽然能够在一定程度上实现镍离子的回收,但存在制备工艺复杂、成本高、回收效率低等问题。此外,回收后的镍离子往往需要进一步加工才能转化为有价值的材料,不仅增加了制备成本,还限制了其应用范围。

    2、现有的上循环镍资源化技术普遍采用化学方法制备的无机吸附材料,吸附后制备的电催化剂粉体材料仍需要通过粘结剂等固定到电极上,进一步增加了制备工艺的复杂性,同时也限制了其应用范围。目前仍缺少能将废水中的镍高效捕集并直接制备自支撑电极的简便上循环资源化技术。


    技术实现思路

    1、有鉴于此,本公开的主要目的在于提供了一种电极材料及其制备方法和应用,以期至少部分地解决上述提及的技术问题中的至少之一。

    2、为实现上述目的,本公开的技术方案如下:

    3、在本公开的一方面,提供了一种电极材料的制备方法,包括:

    4、在碱热活化处理后的细菌纤维素上原位生长zifs材料,得到复合气凝胶;

    5、利用复合气凝胶吸附含镍废水,得到吸附后的复合气凝胶;

    6、将吸附后的复合气凝胶先升温至300℃~400℃进行第一段煅烧,再升温至700℃~800℃进行第二段煅烧,完成碳化,以制得电极材料。

    7、作为本公开的第二个方面,提供了一种上述制备方法制得的电极材料。

    8、作为本公开的第三个方面,提供了一种上述电极材料在电催化析氧中的应用。

    9、根据本公开的实施例,在电极材料制备过程中,通过在细菌纤维素上原位生长zifs相结合得到复合气凝胶,实现两者性能上的优势互补。然后将复合气凝胶直接应用于含镍废水的处理中,实现了对镍离子的高效、选择性回收。最后通过两段式煅烧工艺对吸附后的复合气凝胶进行碳化,直接制备得到具有三维网状结构的自支撑多孔电极材料,实现镍废水高值资源化,同时保证了电极材料在使用过程中的催化活性能。



    技术特征:

    1.一种电极材料的制备方法,包括:

    2.根据权利要求1所述的制备方法,其中,

    3.根据权利要求1所述的制备方法,其中,

    4.根据权利要求3所述的制备方法,其中,

    5.根据权利要求4所述的制备方法,其中,

    6.根据权利要求5所述的制备方法,其中,

    7.根据权利要求1所述的制备方法,其中,

    8.一种如权利要求1~8中任一项所述的制备方法制得的电极材料。

    9.一种如权利要求9所述的电极材料在电催化析氧中的应用。

    10.根据权利要求9所述的应用,其中,


    技术总结
    本公开提供了一种电极材料及其制备方法和应用,其中电极材料的制备方法包括:在碱热活化处理后的细菌纤维素上原位生长ZIFs材料,得到复合气凝胶;利用复合气凝胶吸附含镍废水,得到吸附后的复合气凝胶;将吸附后的复合气凝胶先升温至300℃~400℃进行第一段煅烧,再升温至700℃~800℃进行第二段煅烧,完成碳化,以制得电极材料。

    技术研发人员:李文卫,吴建宇,刘添
    受保护的技术使用者:中国科学技术大学苏州高等研究院
    技术研发日:
    技术公布日:2024/11/26
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