[發明專利]一種BC/CNT/MPc三元復合催化劑及其合成方法

有效

• 申請號: 202010131778.1
• 申請日: 2020-02-29
• 公開（公告）號: CN111229325B
• 公開（公告）日: 2023-05-30
• 發明（設計）人: 陳世良;王欣彥;黃嘉馳;謝文杰;黃亦軍
• 申請（專利權）人: 杭州師范大學錢江學院
• 主分類號: B01J31/22
• 分類號: B01J31/22;C02F1/72;C12P19/04;C12R1/01
• 代理公司: 杭州君度專利代理事務所(特殊普通合伙) 33240
• 代理人: 黃前澤

1.一種BC/CNT/MPc三元復合催化劑，其特征在于：由細菌纖維素/碳納米管復合材料和原位負載在細菌纖維素/碳納米管復合材料上的金屬酞菁組成；細菌纖維素/碳納米管復合材料通過在生物合成細菌纖維素的過程中引入碳納米管獲得；金屬酞菁采用四磺酸基金屬酞菁；所述的碳納米管在BC/CNT/MPc三元復合催化劑中所占的質量分數為0.5%-25%，所述的金屬酞菁在BC/CNT/MPc三元復合催化劑中所占的質量分數為0.5%-20%。

2.如權利要求1所述的一種BC/CNT/MPc三元復合催化劑的合成方法，其特征在于：步驟一、稱取葡萄糖、蛋白胨、酵母浸膏和無水乙醇，溶解于超純水中，獲得備用細菌纖維素基礎培養基；

步驟二、稱取碳納米管置于超純水中，再加入表面活性劑，水浴超聲處理，得到碳納米管分散液；

步驟三、稱取金屬酞菁，溶解于超純水中，得到金屬酞菁溶液；

步驟四、將步驟二所得碳納米管分散液和步驟三所得金屬酞菁溶液加入到步驟一所得備用細菌纖維素基礎培養基中，攪拌分散均勻，得到混合培養基；對混合培養基進行滅菌后，加入木醋桿菌；

步驟五、將步驟四所得含有木醋桿菌的混合培養基水浴超聲處理，并靜態培養，靜態培養過程中每隔預設時長進行一次水浴超聲處理；

步驟六、將步驟五所得產物過濾并清洗，得到BC/CNT/MPc復合催化劑。

3.根據權利要求2所述的一種BC/CNT/MPc三元復合催化劑的合成方法，其特征在于：步驟一中，所得備用細菌纖維素基礎培養基中的葡萄糖、蛋白胨、酵母浸膏和無水乙醇的質量分數分別為8-20%、0.4-2%、0.4-2%和0.4-2%。

4.根據權利要求2所述的一種BC/CNT/MPc三元復合催化劑的合成方法，其特征在于：步驟二中，碳納米管采用多壁碳納米管，已預先經過由硝酸和濃硫酸組成的混酸酸化處理，表面含有2%的羧基；步驟二中，碳納米管在碳納米管分散液中的質量分數為0.5%-2%；表面活性劑在碳納米管分散液中的質量分數為0.1%-1%；超聲為置于功率100?W的超聲機中水浴超聲2?h；水浴超聲溫度為30?°C。

5.根據權利要求2所述的一種BC/CNT/MPc三元復合催化劑的合成方法，其特征在于：步驟二中，表面活性劑采用十二烷基苯磺酸鈉和十六烷基三甲基溴化銨中的一種或兩種。

6.根據權利要求2所述的一種BC/CNT/MPc三元復合催化劑的合成方法，其特征在于：步驟三中，金屬酞菁溶液的質量分數為0.5-4%；金屬酞菁的四個對稱的異吲哚單元的苯環上的取代基分別為R₁、R₂、R₃和-SO₃H，中心金屬為M；其中R₁、R₂和R₃均為-NH₂和-SO₃H中的一種；R₁、R₂和R₃至少有一個為-NH₂；M是錳、鐵、鈷、鎳、銅或鋅離子。

7.根據權利要求2所述的一種BC/CNT/MPc三元復合催化劑的合成方法，其特征在于：步驟四中滅菌的方法為用高壓滅菌鍋將混合培養基在121°C溫度下滅菌30?min。

8.根據權利要求2所述的一種BC/CNT/MPc三元復合催化劑的合成方法，其特征在于：步驟五中，靜態培養的環境溫度為30°C；超聲為置于功率20-100?W的超聲機中水浴超聲；水浴超聲溫度為20-50°C；步驟五中，預設時長為12?h；單次水浴超聲處理的時長為30?min；總培養時間為10天。

9.根據權利要求2所述的一種BC/CNT/MPc三元復合催化劑的合成方法，其特征在于：步驟六中，清洗的過程如下：依次用質量分數為1%-5%的鹽酸溶液、質量分數為1%-5%的氫氧化鈉溶液、超純水清洗。