一种直接催化电化学还原氧气为羟基自由基的催化剂及其制备方法和应用技术

本发明专利技术涉及催化剂技术领域，提供了一种直接催化电化学还原氧气为羟基自由基的催化剂及其制备方法和应用。本发明专利技术提供的催化剂包括载体和负载在载体上的催化活性中心，其中载体为碳材料，催化活性中心包括能4电子催化还原O2为H2O的金属单原子和能2电子催化还原O2为H2O2的金属单原子形成的原子对，两种单原子之间的距离本发明专利技术将上述两种金属单原子同时负载在碳材料上，并通过调整两种单原子之间的距离，形成双金属原子对，产生协同效应，共同形成新的催化中心，在催化反应过程中能够不生成2电子氧还原产物H2O2且不会发生H2O2的脱吸附，相当于由氧气直接产生

【技术实现步骤摘要】
一种直接催化电化学还原氧气为羟基自由基的催化剂及其制备方法和应用


[0001]本专利技术涉及催化剂
，尤其涉及一种直接催化电化学还原氧气为羟基自由基的催化剂及其制备方法和应用。

技术介绍

[0002]羟基自由基(
·
OH)作为一种绿色的强氧化剂已经被广泛地应用于医学、酶催化、环境污染控制领域。目前，能够工业化应用的生产
·
OH的方式包括基于(电)芬顿反应的生产方式或基于光催化反应的生产方式。但由于基于光催化反应的方式应用规模很小，因此，生产
·
OH的方式主要为基于(电)芬顿反应的生产方式。
[0003]基于芬顿反应生产
·
OH的方式主要是采用低价态过渡金属(例如Fe
2+
)活化H2O2产生
·
OH。但是该反应局限于酸性溶液，不断消耗Fe
2+
和H2O2，并产生淤泥，造成二次污染。而基于电芬顿反应的方式为先通过电化学还原O2原位产H2O2，之后使用低价态过渡金属(例如Fe
2+r/>)活化H2O2本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种直接催化电化学还原氧气为羟基自由基的催化剂，其特征在于，所述催化剂包括载体和负载在所述载体上的催化活性中心；所述载体为碳材料，所述催化活性中心包括第一金属单原子和第二金属单原子形成的原子对；所述第一金属单原子为能4电子催化还原O2为H2O的金属单原子；所述第二金属单原子为能2电子催化还原O2为H2O2的金属单原子，所述第一金属单原子和所述第二金属单原子之间的距离≤2.根据权利要求1所述的直接催化电化学还原氧气为羟基自由基的催化剂，其特征在于，所述第一金属单原子包括铁原子或锰原子；所述第二金属单原子包括镍原子或钴原子。3.根据权利要求1所述的直接催化电化学还原氧气为羟基自由基的催化剂，其特征在于，所述碳材料包括未掺杂的多孔碳材料、氧化多孔碳或氮掺杂多孔碳。4.根据权利要求1所述的直接催化电化学还原氧气为羟基自由基的催化剂，其特征在于，所述催化剂的粒径为10～120nm。5.权利要求1～4任意一项所述的直接催化电化学还原氧气为羟基自由基的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将碳材料、活化剂、第一金属盐和第二金属盐混合，得到的混合物料在氮气或惰性气体...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘承斌，张丹宇，唐艳红，唐海芳，刘湘雄，谭敏雄，
申请(专利权)人：湖南大青生态科技有限公司，
类型：发明
国别省市：