铜基自支撑型催化剂在乙腈电还原反应中的应用制造技术

本发明专利技术公开了铜基自支撑型催化剂在乙腈电还原反应中的应用。以泡沫铜(Cu foam,CF)为基底，将其浸泡于含有氢氧化钠和过硫酸铵的混合水溶液中原位合成得到生长在泡沫铜基底上的氢氧化铜催化剂(Cu(OH)<subgt;2</subgt;/CF)。再对Cu(OH)<subgt;2</subgt;/CF进行一系列热处理，得到催化剂Cu/CF、CuO/CF、Cu<subgt;2</subgt;O/CF。本发明专利技术得到了一种结构稳定、无需粘结剂的自支撑型电催化剂。其制备方法简单、重复性好，对乙腈电化学还原反应(ARR)有良好的催化性能，极大程度上克服了热催化腈加氢耗能高、产物选择性差的挑战，在电化学法制备乙胺领域有较好的应用前景和商业化潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于催化剂材料领域和电催化乙腈还原领域，具体涉及铜基自支撑型催化剂的制备方法及其在乙腈电还原反应中的应用。

技术介绍

1、乙胺是一种重要的化工原料和有机合成中间体，广泛应用于医药、农药、染料等行业。从上世纪起，胺的商业生产就在持续增长，现产量已超过600万公吨/年。此外，随着全球需求的不断增长，预计在未来十年里，胺市场的年增长率将达到4.8％。工业上常见的乙胺生产方法有醇的胺化、醛的胺化、腈的氢化等，其工艺条件通常需要高温、高压，生产所需成本较高，安全性与环保性有待提高。同时，由于胺的亲核性，反应的产物选择性较低。因此，开发在环境条件下具有低能耗和高选择性的高效氢化方法对于胺工业有重要意义。

2、近年来，以水为氢源，在室温工作条件下，对腈类化合物通过电催化加氢的方法来制备乙胺引起了科研人员的极大兴趣。因为它避免了使用易燃易爆的氢气，并且潜在地由可再生电力供能，以进一步降低了生产乙胺的成本。目前，关于乙腈还原反应的研究主要集中在铜基催化剂上，因为铜具有优异的导电性和低廉的价格。尽管这些催化剂表现出可观的选择性和法拉第效率，但它们在大电流本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.铜基自支撑型催化剂在乙腈电还原反应中的应用，其特征在于，所述铜基自支撑型催化剂的制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的的应用，其特征在于：步骤S2中，所述反应试剂为含有氢氧化钠和过硫酸铵的水溶液。

3.根据权利要求2所述的的应用，其特征在于：所述氢氧化钠和过硫酸铵的摩尔比为15-25:1。

4.根据权利要求1所述的的应用，其特征在于：步骤S3中的反应温度为20-40℃，反应时间为0.5-2h。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述铜基自支撑型催化剂的制备方法还包括步骤S4：对步骤S3得到的Cu(OH)2/CF进行热处...

【技术特征摘要】

1.铜基自支撑型催化剂在乙腈电还原反应中的应用，其特征在于，所述铜基自支撑型催化剂的制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的的应用，其特征在于：步骤s2中，所述反应试剂为含有氢氧化钠和过硫酸铵的水溶液。

3.根据权利要求2所述的的应用，其特征在于：所述氢氧化钠和过硫酸铵的摩尔比为15-25:1。

4.根据权利要求1所述的的应用，其特征在于：步骤s3中的反应温度为20-40℃，反应时间为0.5-2h。

5.根据权利要求1所述的应用，其特征在于，所述铜基自支撑型催化剂的制备方法还包括步骤s4：对步骤s3得到的cu(oh)2/cf进行热处理，得到cuo/cf，热处理方法为煅烧法，煅烧温度为150-200℃，煅烧时间为0.5-2h，煅烧过程在氩气保护下进行。

【专利技术属性】
技术研发人员：王娟，陈静湉，金辉乐，王舜，
申请(专利权)人：温州大学，
类型：发明
国别省市：

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