[發明專利]一種梯度鉑基膜電極催化不飽和有機物加氫的方法

在審

• 申請號: 201810497978.1
• 申請日: 2018-05-23
• 公開（公告）號: CN108754529A
• 公開（公告）日: 2018-11-06
• 發明（設計）人: 楊濱;高劼
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: C25B1/10
• 分類號: C25B1/10;C25B11/08;C25B11/12;C25B11/02;C25B9/10
• 代理公司: 暫無信息
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1.一種梯度鉑基膜電極催化不飽和有機物加氫的方法，其特征在于：采用熱壓工藝，將沉積在炭載體上的Pt含量呈梯度分布的炭載PtTi合金催化劑壓制在固體聚合物電解質膜的單面上，制成G-SPEME，將G-SPEME置于相鄰陽極室與陰極室之間，G-SPEME上附著有炭載PtTi合金催化劑的一面與陰極室相接并作為陰極室的工作電極，G-SPEME的另一面與陽極室的炭質電極接觸，通過緊固夾具將陰極室、G-SPEME及陽極室壓緊至緊密接觸；G-SPEME將陽極室的電解制氫過程與陰極室的不飽和有機物加氫過程分隔并獨立進行，分別控制陽極室與陰極室的反應電壓，以調控電解制氫與不飽和有機物加氫過程的反應選擇性。

2.根據權利要求1梯度鉑基膜電極催化不飽和有機物加氫的方法，其特征在于：所述炭載PtTi合金催化劑是通過離子束濺射鑲嵌Pt的Ti靶，沉積在加熱炭載體上而獲得，所得炭載PtTi合金催化劑薄膜的厚度為30～50nm，Pt載量0.005～0.010mg/cm²，從PtTi合金催化劑薄膜與炭載體結合處至薄膜表面，Pt含量在70wt.%~30wt.%之間呈梯度減小，通過控制鑲嵌Pt的Ti靶的移動速度實現Pt含量的梯度分布，靶材的移動速度為2mm/min~20mm/min。

3.根據權利要求1梯度鉑基膜電極催化不飽和有機物加氫的方法，其特征在于：鑲嵌Pt的Ti靶的移動速度為10mm/min。

4.根據權利要求1梯度鉑基膜電極催化不飽和有機物加氫的方法，其特征在于：所述陰極室的不飽和有機物加氫反應溫度為60～80℃。

5.根據權利要求1梯度鉑基膜電極催化不飽和有機物加氫的方法，其特征在于：所述炭質電極為平紋丙睛石墨纖維布，表面石墨化程度≥99%，面密度0.20～0.35g/cm²。

6.根據權利要求2梯度鉑基膜電極催化不飽和有機物加氫的方法，其特征在于：所述炭載體為平紋丙睛石墨纖維布，表面石墨化程度≥99%，面密度0.20～0.35g/cm²。

7.根據權利要求1梯度鉑基膜電極催化不飽和有機物加氫的方法，其特征在于：所述固體聚合物電解質膜為全氟磺酸鹽離子交換膜。

8.根據權利要求1梯度鉑基膜電極催化不飽和有機物加氫的方法，其特征在于：熱壓工藝具體流程如下：

（1）配制梯度鉑基膜電極處理浸泡液，浸泡液由質量百分比濃度為5～25%全氟磺酸鹽離子交換液、質量百分比濃度為5～25%的PTFE溶液和去離子水按體積比為1︰1︰1的比例混合得到；

（2）將炭載PtTi合金催化劑置于步驟（1）配制的浸泡液中，其中浸泡液溫度30～50℃，浸泡時間5～10min，取出后自然風干；

（3）將步驟（2）所得炭載PtTi合金催化劑在馬弗爐中燒制，燒制條件：燒制溫度500～700℃，燒制時間20～60s；

（4）將固體聚合物電解質膜浸泡在含0.1～0.5mol/L稀硫酸的雙氧水中10～24h；

（5）將步驟（3）所得炭載PtTi合金催化劑與步驟（4）所得固體聚合物電解質膜進行熱壓，熱壓條件為：熱壓溫度125～225℃，熱壓壓力10～20MPa，熱壓時間2～10min。

9.根據權利要求1所述梯度鉑基膜電極催化不飽和有機物加氫的方法，其特征在于：陽極室內電解液為0.5～1.0mol/L的稀硫酸或稀硝酸溶液，陰極室內不飽和有機物為液態的碳原子數在5～16之間的單環芳香烴、烯烴或炔烴。