一种二维金属卟啉有机框架催化剂、制备方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种二维金属卟啉有机框架催化剂、制备方法及其应用，包括以下步骤：吡咯与4‑炔基苯甲醛的丙酸溶液混合后回流，产物通过柱层析色谱分离纯化得到炔基卟啉；将炔基卟啉与金属前驱体进行配位；随后在螯合金属后的炔基卟啉样品中，加入金属催化剂催化炔基偶联，得到二维金属卟啉基有机框架催化剂。其中，配位金属含量为0.1～1wt％。该种二维金属卟啉有机框架催化剂可用于电催化氧气还原选择性制备双氧水；具有导电性好、催化活性高以及耐受性良好等特点。其中，双氧水的选择性达到91％(0V相对于可逆氢电极)，双氧水的法拉第效率高达95％，20h长时间工作后仍能保持优异的双氧水法拉第效率(>94％)。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属纳米催化剂，具体涉及一种二维金属卟啉有机框架催化剂、制备方法及其应用。

技术介绍

1、过氧化氢(h2o2)是世界上最重要的100种化学物质之一，因其环境友好性和强氧化性，被广泛应用于医疗消毒、纸张漂白、废水处理、精细化工合成等各个领域。然而，目前的h2o2生产方式仍以蒽醌法为主，耗能高且产生大量的工业废弃物，对环境具有较大污染。此外，该工艺复杂且需要使用昂贵的金属钯作为催化剂，基础设施投资大，安全隐患大，成本高，纯化步骤繁琐等问题。因此，迫切需要研究一种能够替代传统蒽醌法的h2o2的绿色合成新方法。

2、电化学两电子氧气还原制备双氧水(2e-orr)具有环境友好、反应条件温和等优点，是一种很有发展前景的双氧水生产方法，但是该反应过程存在四电子氧气还原(4e-orr)的竞争反应，导致双氧水的选择性低。因此，设计高效、高选择性的氧气还原催化剂是实现双氧水绿色合成的有效途径。与当下广泛研究的单原子催化剂(sac)相比，螯合过渡金属的卟啉分子基催化剂具有明确的结构，可通过改变配位金属的类型或卟啉键连官能团，实现对金属活性中心电子结构的本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种二维金属卟啉基有机框架催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述含有4-炔基苯甲醛的丙酸溶液的浓度为0.1-0.5mmol/mL。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述吡咯与4-炔基苯甲醛的摩尔比为(0.8-1.2):1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述金属盐为醋酸盐或其水合物、盐酸盐或其水合物、硝酸盐或其水合物中任意一种或多种；金属选自Fe、Co、Ni和Mn中任意一种或多种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤...

【技术特征摘要】

1.一种二维金属卟啉基有机框架催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述含有4-炔基苯甲醛的丙酸溶液的浓度为0.1-0.5mmol/ml。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(1)中所述吡咯与4-炔基苯甲醛的摩尔比为(0.8-1.2):1。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)所述金属盐为醋酸盐或其水合物、盐酸盐或其水合物、硝酸盐或其水合物中任意一种或多种；金属选自fe、co、ni和mn中任意一种或多种。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述炔基卟啉和金属盐的摩尔比为1:10；所述炔基卟啉与有机溶剂的用量条件为5-10mmol/l。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，步骤(2)中所述有机溶剂为dmf、c...

【专利技术属性】
技术研发人员：章佳威，曾红伟，罗俊豪，朱永法，潘成思，娄阳，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：