一种吡咯氮修饰氧化碳催化剂、制备方法及其在电催化氧还原生产过氧化氢中的应用技术

本发明专利技术公开了一种精准获取高纯吡咯氮修饰碳基催化剂的制备方法并用于二电子氧还原生产过氧化氢：将碳基材料经酸处理后，过硫酸铵作为引发剂诱导吡咯单体形成阳离子自由基，与碳基体发生歧化而得。本发明专利技术制备的高纯吡咯氮修饰的氧化碳催化剂对电催化氧还原生产过氧化氢表现出优异的产能和优良的稳定性。该方法制备工艺简单，对设备要求低，可控程度高，降低了生产成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于电化学，具体涉及一种高纯吡咯氮修饰氧化碳催化剂的制备方法及其在电催化氧还原生产过氧化氢中的应用。

技术介绍

1、过氧化氢（h2o2）是重要的化学品之一，被广泛应用于各种工业和医疗保健领域，如消毒、漂白和水处理。如今，h2o2的工业制造主要通过多步蒽醌氧化工艺进行，具有能耗高、污染严重等的不足。通过两个质子和电子形成h2o2的电催化氧还原反应（orr）为绿色h2o2合成提供了一种有前途的替代方案。由于o2分子也可以通过四个协同的质子-电子转移步骤完全还原为h2o，这是燃料电池应用中的首选途径，因此开发高选择性和活性的2e−orr 催化剂是此可持续合成路线的先决条件。

2、从分子水平上看，两种orr途径有一个共同的中间体*ooh，其在活性位点的吸附强度决定了最终产物分布。对*ooh具有中等结合能的催化材料倾向于保留o−o键对h2o2具有选择性。特别值得注意的是，非金属杂原子修饰的碳基催化剂由于其来源丰富和结构灵活，成为绿色h2o2电合成的有趣平台。通过可调的非金属原子和原子构型，中间体*ooh的结合强度可以进行微调。以氮修饰的碳基催化本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种吡咯氮修饰氧化碳催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述吡咯氮修饰氧化碳催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述碳材料为碳纳米管、炭黑和石墨烯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述吡咯氮修饰氧化碳催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中，干燥温度为80-100℃，干燥时间为8-12 h。

4.根据权利要求1所述吡咯氮修饰氧化碳催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述硝酸的浓度为10-18 M；硝酸以HNO3计，1 g碳材料对应添加3-7 mol的HNO3。

5.根据权利要求1所述吡咯氮修饰氧...

【技术特征摘要】

1.一种吡咯氮修饰氧化碳催化剂的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述吡咯氮修饰氧化碳催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述碳材料为碳纳米管、炭黑和石墨烯中的一种或多种。

3.根据权利要求1所述吡咯氮修饰氧化碳催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中，干燥温度为80-100℃，干燥时间为8-12 h。

4.根据权利要求1所述吡咯氮修饰氧化碳催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中，所述硝酸的浓度为10-18 m；硝酸以hno3计，1 g碳材料对应添加3-7 mol的hno3。

5.根据权利要求1所述吡咯氮修饰氧化碳催化剂的制备方法，其特征在于，步骤1）中洗涤...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙绍晖，石亚楠，王重阳，
申请(专利权)人：郑州大学，
类型：发明
国别省市：