CN109364906A - 一种球磨法制备的硼掺杂介孔碳催化剂及其制备方法和应用 - Google Patents
一种球磨法制备的硼掺杂介孔碳催化剂及其制备方法和应用 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种球磨法制备的硼掺杂介孔碳催化剂及其制备方法和应用，所述催化剂制备方法为：0.1~10重量份的单宁酸、0.1~10重量份的嵌段共聚物、0.1~5.0重量份的含硼化合物和0.1~5.0重量份的含氮化合物，一并放入球磨罐中进行球磨，得固态粘稠状产物；用冲洗液对所得固态粘稠状产物进行冲洗，固态粘稠状产物分散在冲洗液中，抽滤，滤饼干燥后焙烧，即制得硼掺杂介孔碳催化剂。本发明所述催化剂活性较高，进行电解实验时，电解液是常用的碱（或酸）溶液。通过本发明的硼掺杂介孔碳催化剂，能有效得克服以Pd‑Hg和PtHg4为催化剂合成H2O2能耗大、工艺复杂、成本高、无法大规模生产等缺点，发挥电解法的优越性，经计算结果可得此催化剂对H2O2的选择性最高可达81.1%。
Description
技术领域
本发明涉及一种球磨法制备的硼掺杂介孔碳催化剂及其制备方法和应用。
背景技术
H2O2作为一种常用的化学药剂，是公认的高效、绿色、环保的，广泛应用于绿色合成、废水处理和卫生消毒方面等领域。因H2O2具有高效、绿色、环保的特点，其市场需求量迅速増加且其规模化生产工艺倍受人们的关注。
目前我国工业上制备H2O2主要采用蒽醌法，但其缺点有：一方面，蒽醌法包括数个单元操作，生产过程成本投资非常高；另一方面，过程中不但使用多种高毒性有机原料和溶剂，而且还产生三氯甲烷、二恶英等有机致癌物质。在化工生产越来越注重过程的环境友好、可持续性发展的今天，蒽醌法显然已不能适应社会的要求，也必将失去竞争力，发展一种H2O2生产的绿色合成过程已经势在必行。所以目前大部分研究还是以水和氧气为原料化学法，它是在线制备H2O2极大地扩大其应用范围的便利、安全、廉价和绿色的最适宜方法。
电解法以其优越性得到广泛关注：通过以水和氧气为原料，在线制备低浓度的H2O2为需求低浓度H2O2的应用行业提供更安全、更便宜、更方便的来源。电解法的基本电化学反应式是：
阳极反应:4OH-→O2+2H2O+4e-
阴极反应:2O2+2H2O+4e-→2HO2 -+2OH-
总反应:O2+2OH-→2HO2 -
反应过程使用的原料氧气、水和碱等廉价易得且对环境无害。所得产品是NaOH/H2O2(两者之间的重量比称为碱比)的混合物水溶液，调节产品碱比可适用于各种工业要求。同时我们还可以看到，整个电化学反应过程是原子经济反应，而且能量消耗低。从以上分析可见，电催法合成H2O2有着极其广阔的发展前景和工业应用价值。
目前有文献报道Pd-Hg(Arnau Verdaguer-Casadevall,Davide Deiana,Mohammadreza Karamad,Samira Siahrostami,Paolo Malacrida,Thomas W.Hansen,JanRossmeisl,Ib Chorkendorff,Ifan E.L.Stephens.Trends in the ElectrochemicalSynthesis of H2O2:Enhancing Activity and Selectivity by Electrocatalytic SiteEngineering.Nano Lett.,2014,14,1603-1608)和PtHg4(Samira Siahrostami,ArnauVerdaguer-Casadevall,Mohammadreza Karamad,Davide Deiana,Paolo Malacrida,Wickman,María Escudero-Escribano,ElisaA.Paoli,Rasmus Frydendal,ThomasW.Hansen,Ib Chorkendorff,Ifan E.L.Stephens,Jan Rossmeisl.Enabling directH2O2production through rational electrocatalyst design.Nature Materials,2013,12,1137–1143)可用于电解法制备H2O2，且对H2O2具有较高的选择性，然而，Pd-Hg和PtHg4均为贵重金属，制备复杂、成本高，无法用于工业化生产。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种球磨法制备的硼掺杂介孔碳催化剂及其制备方法和应用，本发明制备的催化剂成本低廉，用于电解水制备H2O2，产生的H2O2浓度高。
一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂的方法，其特征在于0.1～10重量份的单宁酸、0.1～10重量份的嵌段共聚物、0.1～5.0重量份的含硼化合物和0.1～5.0重量份的含氮化合物，一并放入球磨罐中进行球磨，得固态粘稠状产物；用冲洗液对所得固态粘稠状产物进行冲洗，固态粘稠状产物分散在冲洗液中，抽滤，滤饼干燥后焙烧，即制得硼掺杂介孔碳催化剂。
所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂的方法，其特征在于单宁酸、嵌段共聚物、含硼化合物和含氮化合物的重量比为2～8:2～7:1～3:1～4。所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂的方法，其特征在于嵌段共聚物为P123、P103、P85、F38、F68或F127，优选为P123或F127；含硼化合物为甲基硼酸、氧化硼、氮化硼、碳化硼、硼烷或硼酸，优选为硼酸或氧化硼；含氮化合物为二聚氰胺、三聚氰胺、三乙醇胺、尿素、吡啶或甲酰胺，优选为二聚氰胺或尿素。
所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂的方法，其特征在于冲洗液为0.1～1mol/L的硫酸水溶液、0.1～1mol/L的盐酸水溶液、0.1～1mol/L的氯化钠水溶液、饱和硫酸钠水溶液、乙醇或去离子水；所述冲洗液的温度为20～80℃。
所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂的方法，其特征在于焙烧的步骤为：在通气条件下，以1～5℃/min的升温速率升温至300～600℃，恒温1～5h，再以1～5℃/min的升温速率升温至700～1200℃，恒温1～5h，然后冷却至室温；其中，通入的气体为氮气、氩气、氦气、氨气或空气，优选为氮气或氩气。
所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂的方法，其特征在于球磨的步骤为：单宁酸、嵌段共聚物、含硼化合物和含氮化合物放入球磨罐中，并加入小球，在自转转速为50～500r/min、公转转速为100～1000r/min下，正反向交替研磨，研磨0.5～6h，得到固态粘稠状产物。
所述的一种球磨法制备的硼掺杂介孔碳催化剂。
所述的一种球磨法制备的硼掺杂介孔碳催化剂在电解水制备H2O2中的应用。
所述的一种球磨法制备的硼掺杂介孔碳催化剂在电解水制备H2O2中的应用，其特征在于所述硼掺杂介孔碳催化剂、乙醇和Nafion溶液混合，配制形成分散液；将分散液滴在旋转圆盘电极上，分散液将旋转圆盘电极表面润湿，干燥，制得工作电极；以铂丝电极为对电极，于10～80℃下进行电解反应，电解反应的电压为-2～1V，反应生成H2O2产品；电解反应的电解液为0.1～1mol/L的氢氧化钾水溶液、0.1～1mol/L的硫酸水溶液、0.1～1mol/L的氢氧化钠水溶液或0.1～1mol/L的盐酸水溶液。
所述的一种球磨法制备的硼掺杂介孔碳催化剂在电解水制备H2O2中的应用，其特征在于所述Nafion溶液为Nafion N117、Nafion N115、Nafion NRE211、Nafion NRE212、Nafion D520或Nafion HP的水溶液，优选为Nafion N117或Nafion N115的水溶液。
与现有技术相比，本发明取得的有益效果如下：
(1)本发明所述催化剂的制备原料均为非金属，原料易得，成本低廉且对环境无害，本发明所述催化剂稳定性好，在电解实验中连续电解反应24h后，仍能保持较高的催化活性；
(3)本发明所述催化剂活性较高，进行电解实验时，电解液是常用的碱(或酸)溶液，该方法的特点是工艺简单、操作容易、生产条件温和、无污染、成本低。能有效得克服以Pd-Hg和PtHg4为催化剂合成H2O2能耗大、工艺复杂、成本高、无法大规模生产等缺点，发挥电解法的优越性，经计算结果可得此催化剂对H2O2的选择性最高可达81.1％；
(4)本发明催化剂制备过程中，嵌段共聚物作为模版，含硼化合物作为硼源，含氮化合物作为氮源，单宁酸作为碳源，通过球磨在研磨样品同时，也能让样品充分混合均匀，在球磨过程中因高速运转并放热发生一定反应，硼源、氮源和碳源粘附混合在一起并将模版包覆，再进行焙烧，单宁酸碳化形成介孔碳，硼、氮元素掺杂在介孔碳上，在高温焙烧下，模版会被反应完全，而模版原本所在的位置就是出现空缺形成孔道，本发明催化剂即具备一定的孔结构；本发明所述催化剂为介孔结构，具有较大的比表面积，相对大的孔径以及规整的孔道结构，能够提供较多的活性位点，有利于合成H2O2反应的进行，提高对H2O2选择性；
(5)本发明所述催化剂合成工艺流程简单，操作简便，环境污染小，原料转化率较高，可连续生产，十分有利于工业化生产。
附图说明
图1为实施例1制备的硼掺杂介孔碳催化剂在50nm下的TEM图；
图2为实施例1制备的硼掺杂介孔碳催化剂在20nm下的TEM图；
图3为实施例2制备的硼掺杂介孔碳催化剂在50nm下的TEM图；
图4为实施例2制备的硼掺杂介孔碳催化剂在20nm下的TEM图；
图5为实施例1～6制备的硼掺杂介孔碳催化剂和XC-72电解水产生H2O2的选择性随电压的变化曲线；
图6为实施例1～6制备的硼掺杂介孔碳催化剂和XC-72电解水反应的电子转移数随电压变化曲线；
图7为实施例2制备的硼掺杂介孔碳的催化剂的BET表征图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
以下实施例中，Nafion N117溶液均指质量浓度为45％的Nafion N117的水溶液。
实施例1：
球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂：
2.0g单宁酸、2.0g嵌段共聚物P103、2.0g碳化硼和2.0g二聚氰胺，一并放入球磨罐中进行球磨(球磨罐中放置6个小球，2个小球直径1.2cm，2个小球直径0.7cm，2个小球直径0.5cm)，球磨的方法为：在自转转速为200r/min、公转转速为400r/min下，正向研磨60min，反向研磨60min，得固态粘稠状产物。用60℃的1mol/L氯化钠水溶液对上述固态粘稠状产物进行冲洗，固态粘稠状产物分散在氯化钠水溶液中，抽滤，滤饼在60℃下干燥12h，得固态复合物。上述固态复合物进行焙烧，即制得硼掺杂介孔碳催化剂，焙烧的方法为：在氨气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至450℃，保温2h，再以5℃/min的升温速率升温至700℃，保温2h，然后冷却至室温。对上述制得的硼掺杂介孔碳催化剂进行TEM表征，在50nm和20nm下的TEM图分别如图1和图2所示，可以看出催化剂孔结构较小且不明显，并且存在几个较大的孔，孔分布非常不规则，孔结构不太理想。
电解水制备H2O2实验：所述硼掺杂介孔碳催化剂4mg、乙醇0.9mL和Nafion N117溶液0.1mL混合，配制形成分散液，取5μL分散液滴在旋转圆盘电极(RRDE)上，分散液将旋转圆盘电极表面润湿，干燥，制得工作电极。
采用电化学工作站作为反应器，加入电解液为0.1mol/L的氢氧化钾水溶液，以铂丝电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，于30℃下进行电解反应，电解反应电压为-2～1V，经计算处理即得催化剂对H2O2的最高选择性为60.5％。H2O2选择性的计算公式为：其中Id是圆盘电流，Ir是环盘电流，(圆盘电流和环盘电流都是通过电化学工作测试所得的数据)N＝0.37，以下实施例中H2O2选择性的计算方法和实施例1相同。
以XC-72为催化剂制备工作电极的方法，重复上述实施例1催化剂制备工作电极的过程。在电解反应电压为-1.0～-0.03V下，XC-72对H2O2的选择性随电压的变化曲线见图5中的曲线g所示，本实施例的催化剂对H2O2的选择性随电压的变化曲线见图5中的曲线a所示。XC-72对电子转移数n随电压的变化曲线如图6中的曲线g所示，本实施例的催化剂对电子转移数n随电压的变化曲线如图6中的曲线a所示。
电子转移数n的计算公式为：其中Id是圆盘电流，Ir是环盘电流，(圆盘电流和环盘电流都是通过电化学工作测试所得的数据)N＝0.37，以下实施例中电子转移数n的计算方法和实施例1相同。
实施例2：
球磨法制备硼掺杂介孔碳的催化剂：
6.0g单宁酸、5.0g嵌段共聚物F127、1.5g硼酸和1.0g尿素，一并放入球磨罐中进行球磨(球磨罐中放置30个小球，10个小球直径1.2cm，10个小球直径0.7cm，10个小球直径0.5cm)，球磨的方法为：在自转转速为400r/min、公转转速为800r/min下，正向研磨90min，反向研磨90min，得固态粘稠状产物。用30℃的乙醇对上述固态粘稠状产物进行冲洗，固态粘稠状产物分散在乙醇中，抽滤，滤饼在80℃下干燥12h，得固态复合物。上述固态复合物进行焙烧，即制得硼掺杂介孔碳催化剂，焙烧的方法为：在氮气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至450℃，保温2h，再以5℃/min的升温速率升温至900℃，保温2h，然后冷却至室温。对上述制得的硼掺杂介孔碳催化剂进行TEM表征，在50nm和20nm下的TEM图分别如图3和图4所示，可以看出催化剂孔结构分布均匀，催化剂的孔结构比较理想。对本实施例制备得到的催化剂进行BET表征，表征结果如图7所示，BET表征结果为：比表面积为378.7354m2/g，平均孔径为10.6543nm。
电解水制备H2O2实验：
电解水制备H2O2实验：所述硼掺杂介孔碳催化剂4mg、乙醇0.9mL和Nafion N117溶液0.1mL混合，配制形成分散液，取5μL分散液滴在旋转圆盘电极(RRDE)上，分散液将旋转圆盘电极表面润湿，干燥，制得工作电极。
采用电化学工作站作为反应器，加入电解液为0.1mol/L的氢氧化钾水溶液，以铂丝电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，于30℃下进行电解反应，电解反应电压为-2～1V，经计算处理即得催化剂对H2O2的最高选择性为81.1％。
在电解反应电压为-1.0～-0.03V下，本实施例的催化剂对H2O2的选择性随电压的变化曲线见图5中的曲线b所示，电子转移数n随电压的变化曲线如图6中的曲线b所示。
实施例3：
球磨法制备硼掺杂介孔碳的催化剂：
7.0g单宁酸、6.0g嵌段共聚物F68、1.5g氧化硼和1.5g三聚氰胺，一并放入球磨罐中进行球磨(球磨罐中放置36个小球，12个小球直径1.2cm，12个小球直径0.7cm，12个小球直径0.5cm)，球磨的方法为：在自转转速为300r/min、公转转速为600r/min下，正向研磨120min，反向研磨120min，得固态粘稠状产物。用50℃的饱和硫酸钠水溶液对上述固态粘稠状产物进行冲洗，固态粘稠状产物分散在饱和硫酸钠水溶液中，抽滤，滤饼在60℃下干燥12h，得固态复合物。上述固态复合物进行焙烧，即制得硼掺杂介孔碳催化剂，焙烧的方法为：在氩气气氛下，以1℃/min的升温速率升温至300℃，保温2h以去除模版(在高温下，模版会被反应完全，而模版原本所在的位置就是出现空缺，所制备的催化剂形成孔结构)，再以3℃/min的升温速率升温至800℃，保温2h，然后冷却至室温。
电解水制备H2O2实验：
电解水制备H2O2实验：所述硼掺杂介孔碳催化剂0.4mg、乙醇0.9mL和Nafion N117溶液0.1mL混合，配制形成分散液，取5μL分散液滴在旋转圆盘电极(RRDE)上，分散液将旋转圆盘电极表面润湿，干燥，制得工作电极。
采用电化学工作站作为反应器，加入电解液为0.1mol/L的氢氧化钾水溶液，以铂丝电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，于30℃下进行电解反应，电解反应电压为-2～1V，经计算处理即得催化剂对H2O2的最高选择性为64.4％。
在电解反应电压为-1.0～-0.03V下，本实施例的催化剂对H2O2的选择性随电压的变化曲线见图5中的曲线c所示，电子转移数n随电压的变化曲线如图6中的曲线c所示。
实施例4：
球磨法制备硼掺杂介孔碳的催化剂：
6.0g单宁酸、6.0g嵌段共聚物F38、1.0g氮化硼和1.0g吡啶，一并放入球磨罐中进行球磨(球磨罐中放置45个小球，15个小球直径1.2cm，15个小球直径0.7cm，15个小球直径0.5cm)，球磨的方法为：在自转转速为450r/min、公转转速为900r/min下，正向研磨100min，反向研磨100min，得固态粘稠状产物。用40℃的去离子水对上述固态粘稠状产物进行冲洗，固态粘稠状产物分散在去离子水中，抽滤，滤饼在80℃下干燥12h，得固态复合物。上述固态复合物进行焙烧，即制得硼掺杂介孔碳催化剂，焙烧的方法为：在氦气气氛下，以5℃/min的升温速率升温至400℃，保温2h，再以3℃/min的升温速率升温至1000℃，保温2h，然后冷却至室温。
电解水制备H2O2实验：
电解水制备H2O2实验：所述硼掺杂介孔碳催化剂4mg、乙醇0.9mL和Nafion N117溶液0.1mL混合，配制形成分散液，取5μL分散液滴在旋转圆盘电极(RRDE)上，分散液将旋转圆盘电极表面润湿，干燥，制得工作电极。
采用电化学工作站作为反应器，加入电解液为0.1mol/L的氢氧化钾水溶液，以铂丝电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，于30℃下进行电解反应，电解反应电压为-2～1V，经计算处理即得催化剂对H2O2的最高选择性为68.8％。
在电解反应电压为-1.0～-0.03V下，本实施例的催化剂对H2O2的选择性随电压的变化曲线见图5中的曲线d所示，电子转移数n随电压的变化曲线如图6中的曲线d所示。
实施例5：
球磨法制备硼掺杂介孔碳的催化剂：
8.0g单宁酸、5.0g嵌段共聚物P85、3.0g甲基硼酸和4.0g三乙醇胺，一并放入球磨罐中进行球磨(球磨罐中放置6个小球，2个小球直径1.2cm，2个小球直径0.7cm，2个小球直径0.5cm)，球磨的方法为：在自转转速为100r/min、公转转速为200r/min下，正向研磨60min，反向研磨60min，得固态粘稠状产物。用80℃的1mol/L硫酸水溶液对上述固态粘稠状产物进行冲洗，固态粘稠状产物分散在硫酸水溶液中，抽滤，滤饼在70℃下干燥16h，得固态复合物。上述固态复合物进行焙烧，即制得硼掺杂介孔碳催化剂，焙烧的方法为：在氨气气氛下，以2℃/min的升温速率升温至250℃，保温2h，再以2℃/min的升温速率升温至1100℃，保温2h，然后冷却至室温。
电解水制备H2O2实验：
电解水制备H2O2实验：所述硼掺杂介孔碳催化剂4mg、乙醇0.9mL和Nafion N117溶液0.1mL混合，配制形成分散液，取5μL分散液滴在旋转圆盘电极(RRDE)上，分散液将旋转圆盘电极表面润湿，干燥，制得工作电极。
采用电化学工作站作为反应器，加入电解液为0.1mol/L的氢氧化钾水溶液，以铂丝电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，于30℃下进行电解反应，电解反应电压为-2～1V，经计算处理即得催化剂对H2O2的最高选择性为45.1％。
在电解反应电压为-1.0～-0.03V下，本实施例的催化剂对H2O2的选择性随电压的变化曲线见图5中的曲线e所示，电子转移数n随电压的变化曲线如图6中的曲线e所示。
实施例6：
球磨法制备硼掺杂介孔碳的催化剂：
7.0g单宁酸、7.0g嵌段共聚物F68、2.0g碳化硼和3.0g尿素，一并放入球磨罐中进行球磨(球磨罐中放置15个小球，5个小球直径1.2cm，5个小球直径0.7cm，5个小球直径0.5cm)，球磨的方法为：在自转转速为350r/min、公转转速为70r/min下，正向研磨120min，反向研磨120min，得固态粘稠状产物。用50℃的0.1mol/L盐酸水溶液对上述固态粘稠状产物进行冲洗，固态粘稠状产物分散在盐酸水溶液中，抽滤，滤饼在60℃下干燥12h，得固态复合物。上述固态复合物进行焙烧，即制得硼掺杂介孔碳催化剂，焙烧的方法为：在空气气氛下，以1℃/min的升温速率升温至350℃，保温2h，再以4℃/min的升温速率升温至900℃，保温2h，然后冷却至室温。
电解水制备H2O2实验：
电解水制备H2O2实验：所述硼掺杂介孔碳催化剂4mg、乙醇0.9mL和Nafion N117溶液0.1mL混合，配制形成分散液，取5μL分散液滴在旋转圆盘电极(RRDE)上，分散液将旋转圆盘电极表面润湿，干燥，制得工作电极。
采用电化学工作站作为反应器，加入电解液为0.1mol/L的氢氧化钾水溶液，以铂丝电极为对电极，Ag/AgCl电极为参比电极，于30℃下进行电解反应，电解反应电压为-2～1V，经计算处理即得催化剂对H2O2的最高选择性为57.6％。
在电解反应电压为-1.0～-0.03V下，本实施例的催化剂对H2O2的选择性随电压的变化曲线见图5中的曲线f所示，电子转移数n随电压的变化曲线如图6中的曲线f所示。
对实施例1～6的催化剂制备的工作电极进行连续电解反应，连续电解反应24h后，可发现催化剂对H2O2的选择性基本保持稳定。
从图1可以看出，实施例2制备得到的催化剂对H2O2的选择性最好。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。
Claims (10)
1.一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂的方法，其特征在于0.1~10重量份的单宁酸、0.1~10重量份的嵌段共聚物、0.1~5.0重量份的含硼化合物和0.1~5.0重量份的含氮化合物，一并放入球磨罐中进行球磨，得固态粘稠状产物；用冲洗液对所得固态粘稠状产物进行冲洗，固态粘稠状产物分散在冲洗液中，抽滤，滤饼干燥后焙烧，即制得硼掺杂介孔碳催化剂。
2. 如权利要求1所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂的方法，其特征在于单宁酸、嵌段共聚物、含硼化合物和含氮化合物的重量比为2~8 : 2~7 : 1~3 : 1~4。
3.如权利要求1所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂的方法，其特征在于嵌段共聚物为P123、P103、P85、F38、F68或F127，优选为P123或F127；含硼化合物为甲基硼酸、氧化硼、氮化硼、碳化硼、硼烷或硼酸，优选为硼酸或氧化硼；含氮化合物为二聚氰胺、三聚氰胺、三乙醇胺、尿素、吡啶或甲酰胺，优选为二聚氰胺或尿素。
4. 如权利要求1所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂的方法，其特征在于冲洗液为0.1~1 mol/L的硫酸水溶液、0.1~1 mol/L的盐酸水溶液、0.1~1 mol/L的氯化钠水溶液、饱和硫酸钠水溶液、乙醇或去离子水；所述冲洗液的温度为20~80℃。
5.如权利要求1所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂的方法，其特征在于焙烧的步骤为：在通气条件下，以1~5℃/min的升温速率升温至300~600℃，恒温1~5h，再以1~5℃/min的升温速率升温至700~1200℃，恒温1~5h，然后冷却至室温；其中，通入的气体为氮气、氩气、氦气、氨气或空气，优选为氮气或氩气。
6.如权利要求1所述的一种球磨法制备硼掺杂介孔碳催化剂的方法，其特征在于球磨的步骤为：单宁酸、嵌段共聚物、含硼化合物和含氮化合物放入球磨罐中，并加入小球，在自转转速为50~500r/min、公转转速为100~1000r/min下，正反向交替研磨，研磨0.5~6h，得到固态粘稠状产物。
7.如权利要求1~6任一所述的方法制备的硼掺杂介孔碳催化剂。
8.如权利要求7所述的硼掺杂介孔碳催化剂在电解水制备H2O2中的应用。
9. 如权利要求8所述的应用，其特征在于所述硼掺杂介孔碳催化剂、乙醇和Nafion溶液混合，配制形成分散液；将分散液滴在旋转圆盘电极上，分散液将旋转圆盘电极表面润湿，干燥，制得工作电极；以铂丝电极为对电极，于10~80℃下进行电解反应，电解反应的电压为-2~1V，反应生成H2O2产品；电解反应的电解液为0.1~1 mol/L的氢氧化钾水溶液、0.1~1mol/L的硫酸水溶液、0.1~1 mol/L的氢氧化钠水溶液或0.1~1 mol/L的盐酸水溶液。
10. 如权利要求9所述的应用，其特征在于所述Nafion溶液为Nafion N117、NafionN115、Nafion NRE211、Nafion NRE212、 Nafion D520或Nafion HP的水溶液，优选为NafionN117或Nafion N115的水溶液。
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