1.本发明涉及过氧化氢制备技术领域,具体而言,涉及一种氧还原制备过氧化氢的电催化剂及其制备方法和应用。
背景技术:
2.过氧化氢(h2o2)是一种有价值的化工产品,广泛应用于合成、有机污染物降解、半导体行业和采矿业等。此外,h2o2也是一种潜在的能源载体,h2o2燃料电池正处于快速发展阶段。
3.目前,过氧化氢合成工艺主要包括即电解法、蒽醌法、异丙醇氧化法、氢气-氧气直接合成法、光催化法以及二电子电催化氧还原法(2e-orr)。其中,电解法已基本退出历史舞台。做为主要工艺的蒽醌法存在贵金属催化剂回收、多次萃取/提纯工艺复杂且维护成本较高的问题。异丙醇氧化法的萃取/精馏设备成本较高。氢气-氧气直接催化合成较危险,燃料电池法和等离子体法氢气-氧气直接合成过氧化氢对设备要求较高。光催化合成过氧化氢需要额外提供电子供体使成本增加,且目前产率和选择性均较低,缺乏实用性。
4.对于电催化氧还原法(2e-orr),早期的贵金属催化剂和过渡金属配合物催化剂存在资源稀缺、有机配体合成/改性成本高等缺陷。目前,碳基2e-orr催化剂的性能可通过优化碳材料种类、形貌、孔结构、非金属/金属元素掺杂、合成后处理、表面亲疏水性及电解质ph值进行调节。单原子催化剂,通过在掺杂金属原子附近构筑m-nx-c或m-ox-c杂原子配位环境,以及调节配位数等,能提高碳基材料2e-orr性能。经过有机配体修饰的多原子金属团簇也能成为2e-orr催化剂,例如负载在石墨烯水凝胶柱表面的agx-7,7,8,8-tcnq。金属氧化物催化剂包含cu、mn、fe和nb基催化剂。但性能和进展远不及其在水氧化制备过氧化氢(wor)中的表现。
5.鉴于此,特提出本发明。
技术实现要素:
6.本发明的目的在于提供一种氧还原制备过氧化氢的电催化剂及其制备方法和应用。
7.本发明是这样实现的:
8.第一方面,本发明提供一种氧还原制备过氧化氢的电催化剂,其原料按重量百分数计包括氮掺杂的还原氧化石墨烯膜70wt%~95wt%和五金属氧化物5wt%~30wt%,所述氮掺杂的还原氧化石墨烯膜具有多孔结构,所述五金属氧化物以片状形貌生长于氮掺杂的还原氧化石墨烯膜上,所述五金属氧化物的通式为m1m2m3m4m5ox,其中,m1、m2、m3、m4和m5互不相同且分别独立地选自cu、fe、mn、nb、co、mo、v、ni和zn中
声明:
“氧还原制备过氧化氢的电催化剂及其制备方法和应用与流程” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究,如用于商业用途,请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)