[發(fā)明專(zhuān)利]一種碳紙上恒電流電沉積銅基催化劑及其制備方法和在電催化4-乙炔基苯胺中的應(yīng)用在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 202210064797.6 | 申請(qǐng)日： | 2022-01-20 |
| 公開(kāi)（公告）號(hào)： | CN114196984A | 公開(kāi)（公告）日： | 2022-03-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 姜毅;李冉;夏立新 | 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人： | 遼寧大學(xué) |
| 主分類(lèi)號(hào)： | C25B11/075 | 分類(lèi)號(hào)： | C25B11/075;C25B11/052;C25B11/065;C25D3/38;C25D5/54;C25B3/25;C25B3/09 |
| 代理公司： | 沈陽(yáng)杰克知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 21207 | 代理人： | 楊華 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 碳紙上恒電 流電 沉積 催化劑 及其 制備 方法 電催化 乙炔 苯胺 中的 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳紙上恒電流電沉積銅基催化劑及其制備方法和在電催化4?乙炔基苯胺中的應(yīng)用。制備方法包括如下步驟，泡沫銅清洗后干燥，將碳紙用硝酸浸泡后清洗干凈，干燥后進(jìn)行煅燒；將H2SO4與CuSO4混合得混合液；以泡沫銅作為對(duì)電極，碳紙作為工作電極，混合液作為電解液，通過(guò)恒電流沉積，在碳紙電沉積得到銅基催化劑。所述的銅基催化劑以水作為氫源，利用電解水產(chǎn)生的氫還原炔烴，既可以有效利用不易儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)臍?，又能避免使用H2或者有毒氫源。使用廉價(jià)金屬催化劑催化炔烴半氫化可以降低成本，實(shí)現(xiàn)高的經(jīng)濟(jì)效益。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及催化劑技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種碳紙上恒電流電沉積銅基催化劑及其制備方法和在電催化4-乙炔基苯胺中的應(yīng)用。
背景技術(shù)
選擇性加氫是精細(xì)化學(xué)品、藥品、食品和農(nóng)用化學(xué)品工業(yè)生產(chǎn)的核心。炔烴的選擇性半氫化能夠生產(chǎn)具有高附加值的烯烴產(chǎn)物，在化工生產(chǎn)中是非常重要的。傳統(tǒng)的半氫化反應(yīng)已經(jīng)取得了重大進(jìn)展，但目前對(duì)電催化炔烴半氫化的報(bào)告較少，而且其主要依賴(lài)于昂貴的貴金屬催化劑，使用H2或者昂貴有毒的有機(jī)氫源，在成本，安全和環(huán)境方面存在嚴(yán)重問(wèn)題。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明通過(guò)恒電流電化學(xué)沉積在碳紙上制備了一種銅基催化劑，以水為氫源，在堿性電解液中電催化炔烴制備烯烴，烯烴能達(dá)到95％的選擇性。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案如下：一種碳紙上恒電流電沉積銅基催化劑，制備方法包括如下步驟，
1)將泡沫銅清洗后干燥，將碳紙用硝酸浸泡后清洗干凈，干燥后進(jìn)行煅燒；
2)將H2SO4與CuSO4混合得混合液；
3)以泡沫銅作為對(duì)電極，碳紙作為工作電極，混合液作為電解液，通過(guò)恒電流沉積，在碳紙電沉積得到銅基催化劑。
上述的一種碳紙上恒電流電沉積銅基催化劑，步驟1)中，煅燒溫度為400℃，煅燒時(shí)間為5h。
上述的一種碳紙上恒電流電沉積銅基催化劑，步驟2)中，按摩爾比，H2SO4：CuSO4＝6:1。
上述的一種碳紙上恒電流電沉積銅基催化劑，步驟3)中，沉積條件為-0.05A，沉積時(shí)間為80s。
上述的一種碳紙上恒電流電沉積銅基催化劑以水為氫源電催化炔烴半氫化制備烯烴。
上述的應(yīng)用，方法如下：采用H型電解池，在陰極電解池中進(jìn)行電催化反應(yīng)，電解的底物為4-乙炔基苯胺，加入共溶劑，進(jìn)行電化學(xué)實(shí)驗(yàn)，電催化4-乙炔基苯胺生成4-乙烯基苯胺，電化學(xué)實(shí)驗(yàn)中參比電極為Ag/AgCl電極，對(duì)電極為鉑電極，上述的碳紙上恒電流電沉積銅基催化劑為工作電極。
上述的應(yīng)用，所述H型電解池中，陰極電解池電解液為：KOH溶液，陽(yáng)極電解池電解液為KOH溶液，陰極和陽(yáng)極電解池之間通過(guò)質(zhì)子交換膜連接。
上述的應(yīng)用，所述的共溶劑為1，4-二氧六環(huán)。
本發(fā)明的有益效果：本發(fā)明以水作為氫源，利用電解水產(chǎn)生的氫還原炔烴，既可以有效利用不易儲(chǔ)存運(yùn)輸?shù)臍?，又能避免使用H2或者有毒氫源。使用廉價(jià)金屬催化劑催化炔烴半氫化可以降低成本，實(shí)現(xiàn)高的經(jīng)濟(jì)效益。
附圖說(shuō)明
圖1為電沉積銅基催化劑的掃描電鏡圖。
圖2為電沉積銅基催化劑的X射線衍射圖(XRD)。
圖3為電沉積銅基催化劑和碳紙電催化炔烴半氫化的線性掃描伏安曲線。
具體實(shí)施方式
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