[發明專利]一種電催化降解肼類環境污染物同時產氫的催化劑的制備方法

在審

• 申請號: 202010619276.3
• 申請日: 2020-07-01
• 公開（公告）號: CN111644195A
• 公開（公告）日: 2020-09-11
• 發明（設計）人: 趙金秀;任祥;張森;趙磊;徐曉龍;趙燕芳;吳丹;魏琴
• 申請（專利權）人: 濟南大學
• 主分類號: B01J27/24
• 分類號: B01J27/24;C25B1/02;C25B11/06;C25B11/12;C02F1/461;C02F101/38
• 代理公司: 濟南譽豐專利代理事務所(普通合伙企業) 37240
• 代理人: 趙鳳

肼，又稱聯氨，是一種無色發煙的、具有腐蝕性和強還原性的無色油狀液體。肼類污染物催化降解是環境催化化學領域的熱點問題，電催化降解肼類污染物同時產生氫氣對評價環境生態學具有重要的科學和實踐意義。肼類有機污染物在水體中造成的污染，嚴重危害生態環境和人民生命安全。該電催化過程陰極用于產生氫氣，陽極用于肼類有機污染物的電催化降解，不僅實現了肼的零污染降解，而且為構建資源節約型社會提供了新思路。

技術領域

本發明涉及多種非金屬摻雜一種催化劑的制備方法及應用領域，具體涉及一種制備N，P-Mo₂C多孔納米針催化劑的方法及其在電催化降解肼類環境污染物同時產氫的領域的應用。

背景技術

能源是人類發展的保障，是社會進步的重要支撐。當前社會的能源主要來源為煤、石油、頁巖氣等化石燃料，但是這些化石燃料面臨儲量下降、開采困難、不可再生等問題，同時還造成環境污染，威脅人類健康。氫能作為清潔、高效的可再生能源受到了科研工作者的關注。氫氣燃燒產物是水，不僅零污染，而且其熱量高，來源廣，是最理想的傳統化石燃料替代能源。電解水催化制氫被認為有效的產氫方法。

肼類污染物催化降解是環境催化化學領域的熱點問題，電催化降解肼類污染物同時產生氫氣對評價環境生態學具有重要的科學和實踐意義。肼類有機污染物在水體中造成的污染，嚴重危害生態環境和人民生命安全。該電催化過程陰極用于產生氫氣，陽極用于肼類有機污染物的電催化降解，不僅實現了肼的零污染降解，而且為構建資源節約型社會提供了新思路。

多功能催化劑的研發對于納米材料、環境催化等領域具有重要意義。傳統的單一催化劑面臨著催化效率不高，催化效果不好等問題，因此發展高效的摻雜態催化劑對催化領域有著重要的指導意義。

發明內容

本發明的目的之一是一種N，P-Mo₂C多孔納米針催化劑的新型制備方法。

本發明的目的之二是將所合成的納米針催化劑應用于電催化降解肼類有機污染物。

本發明的目的之三是將所合成的納米針催化劑應用于電催化降解有機污染物同時產氫體系。

本發明的技術方案如下：

1.N，P-Mo₂C多孔納米針催化劑的制備：是將鉬源試劑、0 ~ 50 g的植酸、和0 ~ 50 g的苯胺加入到100 mL的去離子水中，并加入1 M的鹽酸0 ~ 50 mL，強力攪拌均勻，使溶液的pH控制在1.5 ~ 8.5 之間，得到催化劑的制備液；將上述得到的制備液溫度控制在40 ~ 80℃之間，并強力攪拌3 ~ 10 h，然后將其離心分析，得到的固體產品用乙醇清洗，干燥后即可得到氮，磷-雙摻雜的催化劑前驅體；將上述得到的氮，磷-雙摻雜的催化劑前驅體在650~ 1200 ℃之間進行退火3 ~ 20 h，即可得到N，P-Mo₂C多孔納米針催化劑。

2. 該方案的N，P-Mo₂C多孔納米針催化劑尚屬首次合成，巧妙運用植酸、苯胺和鉬源試劑中的非金屬元素，實現了較低溫度下的前驅體摻雜，較傳統的直接高溫摻雜，節約了大量的能源，且達到了非常好的摻雜效果。

3. N，P-Mo₂C多孔納米針催化劑的制備方法中，鉬源試劑為七水鉬酸銨、鉬酸銨、鉬酸鈉、硫代鉬酸銨、氧化鉬中一種或幾種的組合，鉬源試劑含量為0.01 ~ 100 mol。

4. 電催化降解肼類環境污染物過程同時產氫，采用三電極系統進行測試，在電化學工作站上進行電催化降解肼類環境污染物性能測試；將一定濃度的污染物液體加入到催化底液中，以涂有N，P-Mo₂C多孔納米針催化劑的玻碳電極為工作電極，以碳棒為對電極，以Ag/AgCl電極為參比電極，以0.1 ~ 10 mol/L的硫酸鹽緩沖溶液為催化底液。

具體實施例方式