[發(fā)明專利]分子水平銥催化劑修飾的WO3復(fù)合光陽極及其應(yīng)用

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710067862.X
• 申請日: 2017-02-07
• 公開（公告）號: CN106801231B
• 公開（公告）日: 2019-01-01
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 夏立新;童海麗;姜毅;張謙
• 申請（專利權(quán)）人: 遼寧大學(xué)
• 主分類號: C25B1/04
• 分類號: C25B1/04;C25B11/06;H01G9/20;H01G9/042
• 代理公司: 沈陽杰克知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21207
• 代理人: 金春華

1.分子水平銥催化劑修飾的WO₃復(fù)合光陽極，其特征在于，制備方法包括如下步驟：

1）FTO/WO₃電極的制備：將預(yù)處理的WO₃用蒸餾水配制WO₃懸濁液；將WO₃懸濁液使用刮涂法或旋涂法負(fù)載在FTO導(dǎo)電玻璃上，自然晾干，真空干燥過夜，于馬弗爐中，以5 °C/min的速率升溫至500 °C，煅燒2-3 h，取出后冷卻至室溫進(jìn)行退火處理，得FTO/WO₃電極；

2）將制備好的FTO/WO₃電極浸泡在分子水平銥催化劑的甲醇溶液中過夜，取出后用去離子水沖洗，真空干燥或氮?dú)獯蹈桑玫椒肿铀姐灤呋瘎┬揎椀腤O₃復(fù)合光陽極，避光保存；所述的分子水平銥催化劑為具有四配位的分子Ir-PO₃H₂，其化學(xué)分子式為 [(H₄dphbpy)Ir^III(Cp*)Cl]Cl ；其中，Cp* = 五甲基環(huán)戊二烯。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的分子水平銥催化劑修飾的WO₃復(fù)合光陽極，其特征在于，所述的分子水平銥催化劑Ir-PO₃H₂的制備方法包括如下步驟：以2,2’-聯(lián)吡啶-4,4’-雙磷酸二乙酯為原料，合成4,4’-二磷酸-2,2’-聯(lián)吡啶H₄dphbpy，再進(jìn)一步與[Ir^III(Cp*)(Cl₂)]₂二聚體反應(yīng)，合成具有穩(wěn)定性結(jié)構(gòu)的四配位的分子水平銥催化劑Ir-PO₃H₂。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的分子水平銥催化劑修飾的WO₃復(fù)合光陽極，其特征在于，所述的分子水平銥催化劑Ir-PO₃H₂的制備方法包括如下步驟：

1）制備2,2’-聯(lián)吡啶-4,4’-雙磷酸二乙酯：在氮?dú)獗Ｗo(hù)下，取4,4’-二溴-2,2’-聯(lián)吡啶、Pd(pph₃)₄、亞磷酸二乙酯和Et₃N，在有機(jī)溶劑中，于80-90?C 下，加熱回流3-4 h，冷卻至室溫，向反應(yīng)液中加入乙醚，真空抽濾，濾液旋蒸濃縮，點(diǎn)板，硅膠柱層析，得2,2’-聯(lián)吡啶-4,4’-雙磷酸二乙酯；

2）制備4,4’-二磷酸-2,2’-聯(lián)吡啶：將NaOH溶于甲醇中，在攪拌下緩慢加入2,2’-聯(lián)吡啶-4,4’-雙磷酸二乙酯，于45-55℃下加熱攪拌6-7 h，蒸發(fā)濃縮，濃縮液進(jìn)行酸化至pH=2，過濾，取沉淀，真空干燥，得4,4’-二磷酸-2,2’-聯(lián)吡啶；

3）制備分子水平銥催化劑Ir–PO₃H₂：氬氣保護(hù)下，將[Ir^III(Cp*)(Cl₂)]₂二聚體在二氯甲烷中加熱到回流溫度，磁力攪拌20-30 分鐘，加入4,4’-二磷酸-2,2’-聯(lián)吡啶的二氯甲烷溶液，磁力攪拌并升溫至40-50 °C，回流反應(yīng)10-11小時，將反應(yīng)液冷卻至室溫，真空過濾，取沉淀，得目標(biāo)產(chǎn)物。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分子水平銥催化劑修飾的WO₃復(fù)合光陽極，其特征在于，所述的有機(jī)溶劑為甲苯。

5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分子水平銥催化劑修飾的WO₃復(fù)合光陽極，其特征在于，按摩爾比，4,4’-二磷酸-2,2’-聯(lián)吡啶: [Ir^III(Cp*)(Cl₂)]₂ =2:1。

6.根據(jù)權(quán)利要求3所述的分子水平銥催化劑修飾的WO₃復(fù)合光陽極，其特征在于，步驟2）中，用鹽酸進(jìn)行酸化。

7.權(quán)利要求1所述的分子水平銥催化劑修飾的WO₃復(fù)合光陽在電解水制氧中的應(yīng)用。