1.本發明涉及過氧化氫制備技術領域,具體而言,涉及一種氧還原制備過氧化氫的電催化劑及其制備方法和應用。
背景技術:
2.過氧化氫(h2o2)是一種有價值的化工產品,廣泛應用于合成、有機污染物降解、半導體行業和采礦業等。此外,h2o2也是一種潛在的能源載體,h2o2燃料電池正處于快速發展階段。
3.目前,過氧化氫合成工藝主要包括即電解法、蒽醌法、異丙醇氧化法、氫氣-氧氣直接合成法、光催化法以及二電子電催化氧還原法(2e-orr)。其中,電解法已基本退出歷史舞臺。做為主要工藝的蒽醌法存在貴金屬催化劑回收、多次萃取/提純工藝復雜且維護成本較高的問題。異丙醇氧化法的萃取/精餾設備成本較高。氫氣-氧氣直接催化合成較危險,燃料電池法和等離子體法氫氣-氧氣直接合成過氧化氫對設備要求較高。光催化合成過氧化氫需要額外提供電子供體使成本增加,且目前產率和選擇性均較低,缺乏實用性。
4.對于電催化氧還原法(2e-orr),早期的貴金屬催化劑和過渡金屬配合物催化劑存在資源稀缺、有機配體合成/改性成本高等缺陷。目前,碳基2e-orr催化劑的性能可通過優化碳材料種類、形貌、孔結構、非金屬/金屬元素摻雜、合成后處理、表面親疏水性及電解質ph值進行調節。單原子催化劑,通過在摻雜金屬原子附近構筑m-nx-c或m-ox-c雜原子配位環境,以及調節配位數等,能提高碳基材料2e-orr性能。經過有機配體修飾的多原子金屬團簇也能成為2e-orr催化劑,例如負載在石墨烯水凝膠柱表面的agx-7,7,8,8-tcnq。金屬氧化物催化劑包含cu、mn、fe和nb基催化劑。但性能和進展遠不及其在水氧化制備過氧化氫(wor)中的表現。
5.鑒于此,特提出本發明。
技術實現要素:
6.本發明的目的在于提供一種氧還原制備過氧化氫的電催化劑及其制備方法和應用。
7.本發明是這樣實現的:
8.第一方面,本發明提供一種氧還原制備過氧化氫的電催化劑,其原料按重量百分數計包括氮摻雜的還原氧化石墨烯膜70wt%~95wt%和五金屬氧化物5wt%~30wt%,所述氮摻雜的還原氧化石墨烯膜具有多孔結構,所述五金屬氧化物以片狀形貌生長于氮摻雜的還原氧化石墨烯膜上,所述五金屬氧化物的通式為m1m2m3m4m5ox,其中,m1、m2、m3、m4和m5互不相同且分別獨立地選自cu、fe、mn、nb、co、mo、v、ni和zn中
聲明:
“氧還原制備過氧化氫的電催化劑及其制備方法和應用與流程” 該技術專利(論文)所有權利歸屬于技術(論文)所有人。僅供學習研究,如用于商業用途,請聯系該技術所有人。
我是此專利(論文)的發明人(作者)