CN111644168A - 一种缓慢升温制备原子级催化剂以大幅提升过氧化氢产量的方法 - Google Patents
一种缓慢升温制备原子级催化剂以大幅提升过氧化氢产量的方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN111644168A CN111644168A CN202010313678.0A CN202010313678A CN111644168A CN 111644168 A CN111644168 A CN 111644168A CN 202010313678 A CN202010313678 A CN 202010313678A CN 111644168 A CN111644168 A CN 111644168A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- preparing
- hydrogen peroxide
- reactants
- heating
- carrying
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N Hydrogen peroxide Chemical compound OO MHAJPDPJQMAIIY-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims abstract description 36
- 239000003054 catalyst Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 21
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims abstract description 42
- 238000003756 stirring Methods 0.000 claims abstract description 21
- 238000009210 therapy by ultrasound Methods 0.000 claims abstract description 21
- IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N phthalocyanine Chemical compound N1C(N=C2C3=CC=CC=C3C(N=C3C4=CC=CC=C4C(=N4)N3)=N2)=C(C=CC=C2)C2=C1N=C1C2=CC=CC=C2C4=N1 IEQIEDJGQAUEQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 17
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims abstract description 11
- 229910052748 manganese Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims abstract description 10
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 claims abstract description 10
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 5
- 239000002904 solvent Substances 0.000 claims abstract description 5
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052759 nickel Inorganic materials 0.000 claims abstract description 4
- 229910052799 carbon Inorganic materials 0.000 claims abstract 3
- 239000002086 nanomaterial Substances 0.000 claims abstract 3
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims description 64
- XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N Argon Chemical compound [Ar] XKRFYHLGVUSROY-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 40
- 238000000137 annealing Methods 0.000 claims description 23
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 21
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical group CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052786 argon Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 20
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims description 20
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 claims description 20
- 238000000967 suction filtration Methods 0.000 claims description 20
- 238000004321 preservation Methods 0.000 claims description 2
- 238000006722 reduction reaction Methods 0.000 claims 1
- 239000011259 mixed solution Substances 0.000 abstract description 20
- 239000002071 nanotube Substances 0.000 abstract description 20
- 238000011068 loading method Methods 0.000 abstract description 19
- TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N tetrafluoromethane Chemical compound FC(F)(F)F TXEYQDLBPFQVAA-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 19
- 239000002243 precursor Substances 0.000 abstract description 18
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 abstract description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 abstract description 2
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 abstract description 2
- 239000000047 product Substances 0.000 abstract description 2
- 239000002994 raw material Substances 0.000 abstract description 2
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 abstract 1
- 239000013067 intermediate product Substances 0.000 abstract 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 20
- 239000000243 solution Substances 0.000 description 20
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 19
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 18
- 239000012467 final product Substances 0.000 description 18
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 15
- 239000011572 manganese Substances 0.000 description 8
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 8
- MPMSMUBQXQALQI-UHFFFAOYSA-N cobalt phthalocyanine Chemical compound [Co+2].C12=CC=CC=C2C(N=C2[N-]C(C3=CC=CC=C32)=N2)=NC1=NC([C]1C=CC=CC1=1)=NC=1N=C1[C]3C=CC=CC3=C2[N-]1 MPMSMUBQXQALQI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- KMHSUNDEGHRBNV-UHFFFAOYSA-N 2,4-dichloropyrimidine-5-carbonitrile Chemical compound ClC1=NC=C(C#N)C(Cl)=N1 KMHSUNDEGHRBNV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N Manganese Chemical compound [Mn] PWHULOQIROXLJO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- WDEQGLDWZMIMJM-UHFFFAOYSA-N benzyl 4-hydroxy-2-(hydroxymethyl)pyrrolidine-1-carboxylate Chemical compound OCC1CC(O)CN1C(=O)OCC1=CC=CC=C1 WDEQGLDWZMIMJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N heliogen blue Chemical compound [Cu].[N-]1C2=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=NC([N-]1)=C(C=CC=C3)C3=C1N=C([N-]1)C3=CC=CC=C3C1=N2 RBTKNAXYKSUFRK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 5
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 3
- 230000003197 catalytic effect Effects 0.000 description 2
- 239000010949 copper Substances 0.000 description 2
- 229910010272 inorganic material Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000011147 inorganic material Substances 0.000 description 2
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N iron Substances [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N nickel Substances [Ni] PXHVJJICTQNCMI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 2
- 150000004056 anthraquinones Chemical class 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000006555 catalytic reaction Methods 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 229910017052 cobalt Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010941 cobalt Substances 0.000 description 1
- GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N cobalt atom Chemical compound [Co] GUTLYIVDDKVIGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 239000010411 electrocatalyst Substances 0.000 description 1
- 238000005265 energy consumption Methods 0.000 description 1
- 238000005984 hydrogenation reaction Methods 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000011031 large-scale manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000001000 micrograph Methods 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001590 oxidative effect Effects 0.000 description 1
- 238000005381 potential energy Methods 0.000 description 1
- 238000004076 pulp bleaching Methods 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
- 238000007725 thermal activation Methods 0.000 description 1
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/75—Cobalt
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/06—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of zinc, cadmium or mercury
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/16—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of arsenic, antimony, bismuth, vanadium, niobium, tantalum, polonium, chromium, molybdenum, tungsten, manganese, technetium or rhenium
- B01J23/32—Manganese, technetium or rhenium
- B01J23/34—Manganese
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/72—Copper
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/745—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J23/00—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00
- B01J23/70—Catalysts comprising metals or metal oxides or hydroxides, not provided for in group B01J21/00 of the iron group metals or copper
- B01J23/74—Iron group metals
- B01J23/755—Nickel
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B01—PHYSICAL OR CHEMICAL PROCESSES OR APPARATUS IN GENERAL
- B01J—CHEMICAL OR PHYSICAL PROCESSES, e.g. CATALYSIS OR COLLOID CHEMISTRY; THEIR RELEVANT APPARATUS
- B01J35/00—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties
- B01J35/30—Catalysts, in general, characterised by their form or physical properties characterised by their physical properties
- B01J35/33—Electric or magnetic properties
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B1/00—Electrolytic production of inorganic compounds or non-metals
- C25B1/01—Products
- C25B1/28—Per-compounds
- C25B1/30—Peroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C25—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES; APPARATUS THEREFOR
- C25B—ELECTROLYTIC OR ELECTROPHORETIC PROCESSES FOR THE PRODUCTION OF COMPOUNDS OR NON-METALS; APPARATUS THEREFOR
- C25B11/00—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for
- C25B11/04—Electrodes; Manufacture thereof not otherwise provided for characterised by the material
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Electrochemistry (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Catalysts (AREA)
Abstract
本发明涉及一种缓慢升温制备原子级催化剂以大幅提升过氧化氢产量的方法，属于材料科学与工程技术和化学领域。本发明制备的催化剂原料为酞菁金属与碳纳米材料，涉及的金属有Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Zn等非贵金属元素。首先配置含一定负载比例的酞菁金属与前驱体氟化碳纳米管混合液A，常温下进行超声、搅拌，使其充分反应并负载均匀，待负载完成后去除分散溶剂，把制备好的中间产物B放入管式炉中，惰性气体条件下加热数小时，得到产物C。本方法具有操作简单、效率高、应用范围广等优点。相对于传统制备过氧化氢的方法具有易操作、产量高、安全可靠等优势。
Description
技术领域
本发明涉及一种缓慢升温制备原子级催化剂以大幅提升过氧化氢产量的方法，属于材料科学与工程技术和化学领域。
背景技术
过氧化氢不仅是一种用途广泛且对环境无害的化学氧化剂，广泛用于水处理、纸浆漂白和化学合成，而且是一种潜在的储能物质。如今，对过氧化氢的大量需求使这种化学品成为世界上重要的产品之一。然而，过氧化氢的工业生产主要基于在近70年前发展起来的Riedl-Pfleidererpro(里德尔·普夫莱德里埃普罗)过程，涉及蒽醌的顺序加氢和氧化。这一过程的固有复杂性和高能耗促进了研究人员探索过氧化氢生产的替代工艺。在此背景下，开发一种在碱性介质中将O2部分还原为H2O2的电化学过程将是一种有吸引力的策略，然而，目前我们仍然缺乏能在过氧化氢的生产中，表现出高活性和选择性、实用和成本效益高的电催化剂。考虑到温度作为影响化学反应动力学和热力学的重要参数，本方法采用一种广泛应用的催化剂制备法，缓慢升温法，控制气体环境下提高温度，改变物质元素间成键方式，激活金属的催化位点，在适宜热激活温度下，使得金属原子与NFC结合形成高效活性中心，得到一种具有较强ORR性能的催化剂。该催化剂在两电子和四电子O2还原途径中，具有更强的HOO*的吸附能力，达到较高的过氧化氢催化活性，大幅度提升了电化学催化中过氧化氢的产率。
发明内容
1、本发明的目标
本发明的目的是得到一种大幅提升过氧化氢产量的方法。通过缓慢升温法就可以提升金属催化剂的ORR性能及极高的过氧化氢选择性。
2、本技术的发明要点
本发明要点如下：
(1)用酞菁金属、无机材料和溶剂配置成质量-体积浓度为2-4mg/ml的反应物溶液A，所述的金属盐元素为Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Zn，所述的无机材料为氟化碳纳米管，所述的溶剂为无水乙醇。
(2)将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为500℃～800℃，退火时间为9-14h，保温时间为1h，升温速率为1℃/min
本发明提出的缓慢升温制备催化剂提升高过氧化氢产率，其优点是：这种方法适用范围广泛，可以合成多种金属催化剂，如Fe、Co、Ni、Mn、Cu、Zn等，且化学性能稳定，原材料易获取，合成工艺简单，可以大规模生产。
附图说明
图1是本发明方法负载酞菁钴后纳米管的扫描透射电子显微镜图。图2是掺钴元素催化剂催化下过氧化氢产量与电子转移数对比图；
具体实施方式
以下介绍本发明方法的实施例：
实施例1
3％-800℃-Co-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁钴、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁钴与前驱体的负载量比例为 3％，配置成2mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例2
3％-800℃-Fe-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁铁、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁铁与前驱体的负载量比例为 3％，配置成2mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例3
3％-800℃-Cu-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁铜、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁铜与前驱体的负载量比例为 3％，配置成2mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例4
3％-800℃-Ni-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁镍、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁镍与前驱体的负载量比例为 3％，配置成2mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例5
3％-800℃-Zn-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁锌、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁锌与前驱体的负载量比例为 3％，配置成2mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例6
3％-800℃-Mn-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁锰、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁锰与前驱体的负载量比例为 3％，配置成2mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例7
5％-800℃-Co-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁钴、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁钴与前驱体的负载量比例为 5％，配置成3mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例8
5％-800℃-Fe-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁铁、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁铁与前驱体的负载量比例为 5％，配置成3mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例9
5％-800℃-Cu-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁铜、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁铜与前驱体的负载量比例为 5％，配置成3mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例10
5％-800℃-Zn-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁锌、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁锌与前驱体的负载量比例为 5％，配置成3mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例11
5％-800℃-Ni-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁镍、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁镍与前驱体的负载量比例为 5％，配置成3mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例12
5％-800℃-Mn-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁锰、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁锰与载体的载量为5％，配置成3mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例13
3％-500℃-Co-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁钴、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁钴与前驱体的负载量比例为 3％，配置成2mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例14
3％-500℃-Fe-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁铁、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁铁与前驱体的负载量比例为 3％，配置成2mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例15
3％-500℃-Cu-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁铜、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁铜与前驱体的负载量比例为 3％，配置成2mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例16
3％-500℃-Zn-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁锌、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁锌与前驱体的负载量比例为 3％，配置成2mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例17
3％-500℃-Ni-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁镍、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁镍与前驱体的负载量比例为 3％，配置成2mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
实施例18
3％-500℃-Mn-NFC催化剂的制备
首先，把酞菁锰、氟化碳纳米管和无水乙醇充分混合，酞菁锰与前驱体的负载量比例为 3％，配置成2mg/ml的混合溶液A，将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。待反应物干燥完全，将得到的反应物放在真空管式炉中煅烧，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为800℃，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，待加热完毕后，冷却至室温，得到最后的产物。
Claims (1)
1.一种缓慢升温制备原子级催化剂以大幅提升过氧化氢产量的方法，其特征在于该方法包括以下步骤：
(1)用酞菁金属、碳纳米材料和溶剂配置成2-4mg/ml的反应物溶液A，所述的酞菁金属元素为Fe、Co、Ni、Mn、Cu，Zn，所述的碳纳米材料为氟化碳纳米管，所述的溶剂为无水乙醇。
(2)将溶液超声至无颗粒存在后，搅拌12小时，抽滤，在定性滤纸上得到反应物。
(3)反应物干燥完全后，将得到的反应物放在真空管式炉中退火，一般使用氮气或氩气作为保护气体，退火温度为500℃～800℃，退火时间为9-14h，保温时间为1h，升温速率为1℃/min，加热结束反应物自然冷却至室温。
(4)取出反应物，得到的催化剂即可应用于O2的还原反应，提升过氧化氢产量。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010313678.0A CN111644168A (zh) | 2020-04-20 | 2020-04-20 | 一种缓慢升温制备原子级催化剂以大幅提升过氧化氢产量的方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN202010313678.0A CN111644168A (zh) | 2020-04-20 | 2020-04-20 | 一种缓慢升温制备原子级催化剂以大幅提升过氧化氢产量的方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN111644168A true CN111644168A (zh) | 2020-09-11 |
Family
ID=72348501
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN202010313678.0A Pending CN111644168A (zh) | 2020-04-20 | 2020-04-20 | 一种缓慢升温制备原子级催化剂以大幅提升过氧化氢产量的方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN111644168A (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112619683A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-04-09 | 南开大学 | 一种酞菁铁和氧化钨共修饰的g-C3N4催化剂及其制备方法 |
| CN116024601A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-04-28 | 大连理工大学 | 一种用于电催化还原反应的碳纳米管基多孔中空纤维电极及应用 |
| CN116237077A (zh) * | 2023-03-20 | 2023-06-09 | 周口师范学院 | 一种金属酞菁化合物合成金属单原子催化剂的方法 |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU753177B2 (en) * | 1999-05-28 | 2002-10-10 | University Of Dayton, The | Patterned carbon nanotube films |
| CN102027621A (zh) * | 2008-04-07 | 2011-04-20 | Acta股份公司 | 高性能无铂族金属氧还原反应催化剂 |
| CN102569831A (zh) * | 2012-03-07 | 2012-07-11 | 东华大学 | 碳负载铜酞菁燃料电池催化剂CuPc/C及制备和应用 |
| KR20150067975A (ko) * | 2013-12-11 | 2015-06-19 | 한국수자원공사 | 미생물연료전지 환원전극의 제조방법 및 이에 의해 제조된 미생물연료전지 환원전극 |
| CN109390596A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-02-26 | 北京化工大学 | 一种铁-氮-碳催化剂的制备方法和应用 |
| CN110911694A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-03-24 | 南方科技大学 | 利用金属酞菁分子-纳米碳制备异相单分子电催化剂的方法及其用途 |
-
2020
- 2020-04-20 CN CN202010313678.0A patent/CN111644168A/zh active Pending
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AU753177B2 (en) * | 1999-05-28 | 2002-10-10 | University Of Dayton, The | Patterned carbon nanotube films |
| CN102027621A (zh) * | 2008-04-07 | 2011-04-20 | Acta股份公司 | 高性能无铂族金属氧还原反应催化剂 |
| CN102569831A (zh) * | 2012-03-07 | 2012-07-11 | 东华大学 | 碳负载铜酞菁燃料电池催化剂CuPc/C及制备和应用 |
| KR20150067975A (ko) * | 2013-12-11 | 2015-06-19 | 한국수자원공사 | 미생물연료전지 환원전극의 제조방법 및 이에 의해 제조된 미생물연료전지 환원전극 |
| CN109390596A (zh) * | 2018-09-26 | 2019-02-26 | 北京化工大学 | 一种铁-氮-碳催化剂的制备方法和应用 |
| CN110911694A (zh) * | 2019-11-27 | 2020-03-24 | 南方科技大学 | 利用金属酞菁分子-纳米碳制备异相单分子电催化剂的方法及其用途 |
Non-Patent Citations (2)
| Title |
|---|
| KUN ZHAO: ""Enhanced H2O2production by selective electrochemical reduction of O2on fluorine-doped hierarchically porous carbon"", 《JOURNAL OF CATALYSIS》 * |
| 谢凯: "《新一代锂二次电池技术》", 31 August 2013, 国防工业出版社 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112619683A (zh) * | 2021-01-12 | 2021-04-09 | 南开大学 | 一种酞菁铁和氧化钨共修饰的g-C3N4催化剂及其制备方法 |
| CN116024601A (zh) * | 2022-12-28 | 2023-04-28 | 大连理工大学 | 一种用于电催化还原反应的碳纳米管基多孔中空纤维电极及应用 |
| CN116237077A (zh) * | 2023-03-20 | 2023-06-09 | 周口师范学院 | 一种金属酞菁化合物合成金属单原子催化剂的方法 |
| CN116237077B (zh) * | 2023-03-20 | 2023-10-17 | 周口师范学院 | 一种金属酞菁化合物合成金属单原子催化剂的方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN111644168A (zh) | 一种缓慢升温制备原子级催化剂以大幅提升过氧化氢产量的方法 | |
| CN107597109A (zh) | 纳米金属氧化物掺杂的负载型金催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN113042085B (zh) | 一种氮磷双掺杂石墨烯负载镍钴钯纳米催化剂的制备方法及应用 | |
| CN112871198A (zh) | 一种二氧化碳加氢合成甲酸催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN112479317A (zh) | 一种集高效原位电合成过氧化氢和催化性能于一体的复合阴极的制备方法及应用 | |
| CN110571440B (zh) | 一种FeN4-CNT氧还原催化剂的制备方法 | |
| CN111883785B (zh) | 一种Co-N共掺杂鼓状多孔碳催化剂及其制备方法与应用 | |
| CN105489907B (zh) | 一种碳纳米管负载铂‑铁超晶格合金纳米粒子及其制备方法 | |
| CN114653372A (zh) | 一种高分散镍基催化剂的制备方法及其催化高温水煤气变换反应的应用 | |
| CN114733520A (zh) | 负载型纳米金催化剂的制备方法与应用 | |
| CN110828830A (zh) | 一种自生长碳管复合zif-8氧还原电催化剂 | |
| CN110339844B (zh) | Fe纳米棒与Pt@Fe纳米棒催化剂及合成和应用 | |
| CN112774690A (zh) | 一种负载型单原子贵金属催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN110368953A (zh) | 一种复合氧化物负载铂催化剂及其制备和应用 | |
| CN114917932B (zh) | 一种用于co2光还原合成co和h2的催化剂、制备方法及应用 | |
| CN113976879B (zh) | 碳层包覆钴铁合金纳米核壳结构及制备方法 | |
| CN114308061B (zh) | NiAu双金属合金纳米催化剂及其合成与应用 | |
| CN114686922A (zh) | 一种核壳结构的MOFs@COFs催化剂、其制备方法及其在电化学合成氨反应中的应用 | |
| CN114602496A (zh) | 纳米碳负载的铂铁双金属催化剂及其制备方法和在富氢气氛下co选择性氧化反应中的应用 | |
| CN113842919A (zh) | 一种用于二氧化碳加氢甲烷化反应的催化剂及其制备方法和用途 | |
| CN111659395B (zh) | 具有高全烯烃选择性的泡沫铁基催化剂的制备方法及其应用 | |
| CN113097499B (zh) | 一种FeNi/NiFe2O4@NC复合材料及其制备方法与应用 | |
| CN115301226B (zh) | 用于逆水煤气变换反应的氮化碳包覆的铌铈固溶体催化剂及其制备方法 | |
| CN116943685A (zh) | 一种封装型二氧化碳还原催化剂及其制备方法和应用 | |
| CN116190682A (zh) | 一种用于阴极氧还原反应的过渡金属单原子催化剂及其制备方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20200911 |