[發明專利]一種用于電催化糠醛氧化生產糠酸的催化劑及其制備方法和使用方法

有效

• 申請號: 202210227785.0
• 申請日: 2022-03-10
• 公開（公告）號: CN114438524B
• 公開（公告）日: 2023-04-25
• 發明（設計）人: 劉仲毅;龐青青;劉巧云;劉壽長
• 申請（專利權）人: 鄭州大學;山東一諾生物質材料有限公司
• 主分類號: C25B3/05
• 分類號: C25B3/05;C25B3/07;C25B3/23;C25B11/031;C25B11/065;C25B11/091
• 代理公司: 鄭州豫開專利代理事務所(普通合伙) 41131
• 代理人: 張智偉

1.一種用于電催化糠醛氧化生產糠酸的催化劑，其特征在于：該催化劑以碳布為基底，基底上原位生長有錸摻雜氫氧化鈷納米片。

2.一種如權利要求1所述的用于電催化糠醛氧化生產糠酸的催化劑的制備方法，其特征在于，制備步驟如下：

（1）、商業碳布裁剪后酸洗烘干備用；

（2）、將高錸酸鹽、鈷鹽、酸溶液、尿素和醇溶液一起攪拌均勻，將混合后的溶液轉移至水熱釜中；

（3）、將步驟（1）所得碳布放于水熱釜中，旋緊釜蓋，將水熱釜在80-260°C下反應400-1200min，冷卻至室溫，取出碳布，烘干，即得催化劑；

其中，鈷鹽以其提供的鈷元素計、高錸酸鹽以其提供的錸元素計，原料的用量配比為鈷鹽∶酸溶液∶尿素∶醇溶液=（0.5-5）mmol∶（1-5）mL∶（1.0-10）g∶（15-40）mL，鈷鹽和高錸酸鹽的摩爾比為3∶（0.1-1）；每0.5-5mmol鈷鹽，步驟（3）中碳布的面積為1-10cm²。

3.如權利要求2所述的用于電催化糠醛氧化生產糠酸的催化劑的制備方法，其特征在于：鈷鹽為硝酸鈷、氯化鈷或乙酸鈷。

4.如權利要求2所述的用于電催化糠醛氧化生產糠酸的催化劑的制備方法，其特征在于：高錸酸鹽為高錸酸銨、高錸酸鉀或高錸酸鈉。

5.如權利要求2所述的用于電催化糠醛氧化生產糠酸的催化劑的制備方法，其特征在于：酸溶液的濃度為0.5-2mol/L，所述酸溶液為硫酸、硝酸或鹽酸。

6.如權利要求2所述的用于電催化糠醛氧化生產糠酸的催化劑的制備方法，其特征在于：醇溶液的濃度為0.5-5mol/L，所述醇溶液為乙醇水溶液、甲醇水溶液或異丙醇水溶液。

7.一種如權利要求1所述的用于電催化糠醛氧化生產糠酸的催化劑的使用方法，其特征在于：采用H型電解池，H型電解池分為A、B兩個電解池，A電解池為工作電極和參比電極所在電解池，B電解池為對電極所在電解池，將制備的催化劑按碳布面積為1-2cm²進行裁剪，然后將裁剪后的催化劑、氯化銀和碳棒分別作為工作電極、參比電極和對電極，A、B兩個電解池中加入10-50mL等量的0.1-1M?堿性電解液，并向A電解池中加入15-25mmol糠醛，設置電壓范圍為0.6-1.0V，時間為30-240min。

8.如權利要求7所述的用于電催化糠醛氧化生產糠酸的催化劑的使用方法，其特征在于：所述堿性電解液為氫氧化鉀溶液或氫氧化鈉溶液。