一种无金属杂环分子催化剂实现高效电催化加氢的方法技术

本发明专利技术涉及一种无金属杂环分子催化剂实现高效电催化加氢的方法，包括以五元或六元杂环有机化合物作为无金属分子催化剂，使用负载无金属分子催化剂的气体扩散电极为阴极、对应阳极，以及作为阴、阳极隔膜的阴离子交换膜(或质子交换膜)来组装电解池，进行电催化炔烃半氢化反应。本发明专利技术的无金属杂环分子催化剂实现高效电催化加氢的方法在电催化加氢过程中达到了足以媲美甚至超越传统金属催化剂的活性和选择性。和选择性。和选择性。

【技术实现步骤摘要】
一种无金属杂环分子催化剂实现高效电催化加氢的方法


[0001]本专利技术属于电催化剂设计
，尤其涉及一种无金属杂环分子催化剂实现高效电催化加氢的方法。

技术介绍

[0002]金属催化剂(如Pt,Ir,Pd,Ru,Ag,Cu,Ni,Fe,Co等)在现有电催化反应(如ORR,CO2RR,HER,OER等)中占据了主导地位。但是，金属催化剂尤其是贵金属存在含量少、价格高、微量金属残留降低化工产品质量、金属离子易破坏工业生产中离子交换膜等问题，这些问题也是制约金属催化剂大规模发展的关键。自本世纪初氮掺杂碳纳米管在碱性ORR中作为无金属催化剂被开发以来(Science,2009,323(5915):760
‑
764.)，研究者们致力于开发各种无金属氮掺杂碳电催化剂。其中，富碳前驱体热裂解合成的氮掺杂碳材料在ORR中达到了足以媲美金属催化剂的高活性(Science,2016,351(6271):361
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365,Nature chemistry,2018,10(9):924
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931)。然而，现有本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种无金属杂环分子催化剂实现高效电催化加氢的方法，包括以下步骤：以无金属杂环小分子作为催化剂，称取1～1000mg的催化剂粉末，分散于0.2～200mL的溶剂中，得到催化剂浆料；将催化剂浆料均匀负载在气体扩散层上，充分干燥后制备得到负载无金属分子催化剂的气体扩散电极，催化剂负载量为0.1～10mg/cm2；采用制备的气体扩散电极作为阴极，与阳极匹配组成电解池进行电催化炔烃半氢化反应，阴极电解液与阳极电解液之间用阴离子交换膜或质子交换膜隔离，电解反应时，气态炔烃原料从电解池的气体室入口进入，炔烃半氢化产物从气体室出口收集，或者液态炔烃原料和阴极电解液混合后从阴极室进入，炔烃半氢化产物从阴极室出口收集。2.按照权利要求1所述的方法，其中所述无金属杂环小分子选自吡唑、吡咯、吡啶、嘧啶、噻吩、咪唑及其衍生物和聚合物。3.按照权利要求1所述的方法，其中所述溶液选自水、乙醇、丙酮、水和乙醇或丙酮的任意比例混合物。4.按照权利要求1所述的方法，其中所述气体扩散层置于平板材料上，所述平板材料选自碳纤维纸、碳纤维编织...

【专利技术属性】
技术研发人员：张蕾，张健，白瑞，
申请(专利权)人：西北工业大学，
类型：发明
国别省市：