一种光电化学电池选择性氧化生物质醇同步促进制氢的方法技术

本发明专利技术涉及一种光电化学电池选择性氧化生物质醇同步促进制氢的方法，以原位掺杂金纳米粒子的二氧化钛纳米管光子晶体为光阳极，组成光电化学电池，再对光阳极和光阴极施加光照，同时，阳极区通入氧气，往电解质溶液中加入模板生物质醇苯甲醇，即可对苯甲醇进行选择性氧化同时阴极产氢。与现有技术相比，本发明专利技术通过设计并构建了双光电极的光电化学电池，实现了同步高效选择性获取碳氢燃料和氢气，拓展了光电化学电池的应用，同时揭示了一种新颖、稳定绿色的能源获取新思路，且方法简单易于操作，性能极佳。

A method for simultaneous production of hydrogen by selective oxidation of biomass alcohols in photoelectrochemical cells

The invention relates to a method for the selective oxidation of alcohols to promote synchronous photoelectrochemical cell biomass of hydrogen in titanium dioxide nanotube photonic crystal in situ doped gold nanoparticles as photoanode, consisting of photoelectrochemical cell, on the light anode and the photocathode applying light, at the same time, the anode oxygen, adding alcohol benzene methanol electrolyte biomass template the solution, can carry out selective oxidation of benzyl alcohol and cathodic hydrogen production. Compared with the prior art, the invention through the design and construct the photoelectrochemical cell double electrode, realizes simultaneous selective acquisition of hydrocarbon fuel and hydrogen, expands the application of photoelectrochemical cell, also reveals a novel and stable green energy get new ideas, and the method is simple and easy to operate, excellent performance.

【技术实现步骤摘要】
一种光电化学电池选择性氧化生物质醇同步促进制氢的方法
本专利技术涉及能源、环境、光电化学电池以及纳米材料电极领域，尤其是涉及一种光电化学电池选择性氧化生物质醇同步促进制氢的方法。
技术介绍
生物质及其衍生物作为新型绿色的可再生能源，其研究和应用得到了世界各国科学家的广泛关注。近年来，生物质及其衍生物的转化已成为一个非常有前景和意义的研究重点及热点。因此催化氧化生物质及其衍生物十分具有研究意义。然而传统方法的纷繁的中间产物导致反应过程中诸多副反应的发生，直接影响了生物质的利用率。同时这些方法通常都需要高温高压等相对苛刻地条件同时其操作过程复杂，这也进一步限制这些方法的发展。光电化学技术具有高效和深度处理目标有机物的特性且操作条件相对经济且很温和。同时，依据热力学原理可知，生物质及其衍生物氧化电位主要是-0.02V～0.26V之间，远远低于水的氧化电位1.23V更低。因此，将生物质衍生物的氧化作为替代水氧化，促进光电催化分解水制氢反应的应用前景非常广泛。在生物质及其衍生物的定向选择性转化中，在温和条件下选择性氧化生物质醇到相对应的生物质醛是一个非常重要的化学反应，目前都是将其作为一个单一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种光电化学电池选择性氧化生物质醇同步促进制氢的方法，其特征在于，以原位掺杂金纳米粒子的二氧化钛纳米管光子晶体为光阳极，组成光电化学电池，再对光阳极和光阴极施加光照，同时，阳极区通入氧气，往电解质溶液中加入模板生物质醇苯甲醇，即可对苯甲醇进行选择性氧化同时阴极产氢。

【技术特征摘要】
1.一种光电化学电池选择性氧化生物质醇同步促进制氢的方法，其特征在于，以原位掺杂金纳米粒子的二氧化钛纳米管光子晶体为光阳极，组成光电化学电池，再对光阳极和光阴极施加光照，同时，阳极区通入氧气，往电解质溶液中加入模板生物质醇苯甲醇，即可对苯甲醇进行选择性氧化同时阴极产氢。2.根据权利要求1所述的一种光电化学电池选择性氧化生物质醇同步促进制氢的方法，其特征在于，组成的光电化学电池为两电极体系，光阳极为原位掺杂金纳米粒子的二氧化钛纳米管光子晶体，光阴极为p型半导体氧化亚铜纳米线。3.根据权利要求2所述的一种光电化学电池选择性氧化生物质醇同步促进制氢的方法，其特征在于，所述的p型半导体氧化亚铜纳米线为炭层包覆氧化亚铜纳米线。4.根据权利要求1所述的一种光电化学电池选择性氧化生物质醇同步促进制氢的方法，其特征在于，所述的原位掺杂金纳米粒子的二氧化钛纳米管光子晶体通过以下方法制成：(1)取预处理后的Ti-Au合金片作为阳极，铂片作为阴极，电极间距1cm，电解质溶液为含有0.2mol/LHF的乙二醇溶液，在磁力搅拌下，控制温度为10℃，对Ti-Au合金片进行恒电位阳极化3h；(2)将步骤(1)中所得的阳极化后的Ti-Au样品用蒸馏水超声10min，...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵国华，伍众益，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：上海,31