一种制备负载铜有序介孔碳电极材料方法及电催化应用技术

本发明专利技术公开了一种制备负载铜有序介孔碳电极材料方法及电催化应用，其特点是采用三嵌段共聚物为介孔材料的模板剂、可溶性酚醛树脂为碳源，硝酸铜为铜源，利用溶剂挥发诱导自组装的原理，在溶剂挥发、加热固化、高温碳化之后得到负载铜有序介孔碳电极材料，并将其应用在电解苯甲醇与二氧化碳反应制备苄基甲基碳酸酯。本发明专利技术与现有技术相比具有均一的孔径和较大的比表面积、孔容，而且铜纳米粒子高度分散在有序介孔碳的表面，相比于普通铜片电极对苯甲醇的电催化表现出了更高的电催化活性，是一种在电催化方面有广泛应用前景的材料。

A Method for Preparing Ordered Mesoporous Carbon Electrode Material Supported on Copper and Its Application in Electrocatalysis

The invention discloses a method for preparing ordered mesoporous carbon electrode material loaded with copper and its electrocatalytic application. The method is characterized by using triblock copolymer as template material, soluble phenolic resin as carbon source, copper nitrate as copper source, and using the principle of solvent volatilization induction self-assembly to obtain ordered mesoporous carbon electrode material loaded with copper after solvent volatilization, heating curing and high temperature carbonization. The benzyl methyl carbonate was prepared by the reaction of benzyl alcohol with carbon dioxide. Compared with the existing technology, the invention has uniform pore size, larger specific surface area and pore volume, and copper nanoparticles are highly dispersed on the surface of ordered mesoporous carbon. Compared with common copper plate electrode, the invention has higher electrocatalytic activity for benzyl alcohol, and is a material with wide application prospect in electrocatalysis.

【技术实现步骤摘要】
一种制备负载铜有序介孔碳电极材料方法及电催化应用
本专利技术涉及电化学
，具体地说是一种制备负载铜有序介孔碳电极材料方法及电催化应用。
技术介绍
二氧化碳是主要的温室气体，同时也是廉价、无毒、丰富的碳资源，所以二氧化碳的固定及使用得到了广泛关注，不仅能合成重要的化工产品，还能提高能源利用效率，减少环境污染，实现能源利用的良性循环（E.E.Benson,C.P.Kubiak,A.J.Sathrum,J.M.Smieja,Chem.Soc.Rev.,2009,38,88;T.Yamamoto,D.A.Tryk,K.Hashimoto,A.Fujishima,M.Okawa,J.Electrochem.Soc.,2000,147(9),3393）。电羧化是一种有效固定CO2的方法，提供了一条在常温常压下利用CO2与卤代物、醛、酮、环氧化物、醇等制备有机碳酸酯的途径，其中属于芳香基碳酸脂的苄基甲基碳酸酯就可以用电化学的方法用CO2与苯甲醇来制得（L.X.Wu,H.Wang,Y.Xiao,Z.Y.Tu,B.B.Ding,J.X.Lu,Electrochem.Commun,2012,25,本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种制备负载铜有序介孔碳电极材料方法，其特征在于以三嵌段共聚物为模板剂，可溶性酚醛树脂为碳源，硝酸铜为铜源，采用溶剂挥发诱导自组装得到有序介孔结构的碳电极材，具体制备包括以下步骤：a步骤：将苯酚与甲醛和质量浓度为20%的NaOH按1：2～5：0.1～0.5摩尔比混合，在70～80℃温度下反应60～80 min，然后冷却至室温，用HCl调节pH为6～8，旋蒸除水后得可溶性酚醛树脂；b步骤：将a步骤制备的可溶性酚醛树脂与三嵌段共聚物F127和无水乙醇按1：1～5：1～500质量比混合，搅拌后为A溶液后待用； c步骤：将硝酸铜与无水乙醇按1~10：100质量比混合或混合后加入与铜的摩尔比为0.0...

【技术特征摘要】
1.一种制备负载铜有序介孔碳电极材料方法，其特征在于以三嵌段共聚物为模板剂，可溶性酚醛树脂为碳源，硝酸铜为铜源，采用溶剂挥发诱导自组装得到有序介孔结构的碳电极材，具体制备包括以下步骤：a步骤：将苯酚与甲醛和质量浓度为20%的NaOH按1：2～5：0.1～0.5摩尔比混合，在70～80℃温度下反应60～80min，然后冷却至室温，用HCl调节pH为6～8，旋蒸除水后得可溶性酚醛树脂；b步骤：将a步骤制备的可溶性酚醛树脂与三嵌段共聚物F127和无水乙醇按1：1～5：1～500质量比混合，搅拌后为A溶液后待用；c步骤：将硝酸铜与无水乙醇按1~10：100质量比混合或混合后加入与铜的摩尔比为0.01~2.0：1的乙酰丙酮混合为B溶液，将B溶液按1:5~10的质量比滴加到b步骤制备的A溶液中，搅拌2～24h后将其倒在玻璃板上，室温下蒸发溶剂后为高分子膜材料；d步骤：将c步骤制备的高分子膜材料在80～200℃温度下加热12～36h，然后在N2氛围及350℃~1500℃下煅烧1~6h，制得负载铜有序介孔碳电极材料。2.一种权利要求1所述制备负载铜有序介孔碳电极材料方法制备的负载铜有序介孔碳电极材料的电催化应用，其特征在于将负载铜有序介孔碳电极材料作为一室型或两室型电解池的阴极与石墨棒为阳极用于苯甲醇制备苄基甲基碳酸酯的电催化反应，具体应用包括以下步骤：a步骤...

【专利技术属性】
技术研发人员：王欢，胡巧丽，李世铭，张婧杰，师怡，陆嘉星，
申请(专利权)人：华东师范大学，
类型：发明
国别省市：上海,31