【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于化工催化领域，具体涉及一种高选择性电催化剂的制备方法以及其在制取双氧水技术中的应用。
技术介绍
1、作为一种常见的氧化剂和绿色消毒剂，双氧水被广泛用于漂白、食品、医药、水处理和化工生产，如环氧丙烷和己内酰胺等。我国每年的双氧水需求量已经超过了上千万吨，产值高达到百亿。目前，大部分的双氧水生产企业仍采用蒽醌工艺。蒽醌作为一种致癌物存在不可避免的环保风险，且该工艺流程复杂，能耗巨大。电催化制取双氧水工艺可以实现从氢气、氧气到双氧水的直接合成过程，现制即用，能耗低，风险小，过程简单。
2、目前电催化制取双氧水受制于高效催化剂的开发，本专利技术致力于解决这一技术痛点。电催化氧还原反应有2e-和4e-两种途径，分别产生h2o2和h2o,制备高选择性的h2o2电合成电催化剂是关键所在。目前含氧官能团的氧还原活性已被证实，通过对不同氧官能团的研究发现，处于材料边缘位置暴露的c＝o对于h2o2电催化反应有着良好的选择性。
3、介孔碳材料具备高效物质传输孔道，具有大比表面积，不仅有利于改性过程中氧化剂的传输，形成大量均匀分布的活性，同时也能够在催化过程中强化气、液相传质，实现反应高效发生。
4、等离子体技术被用于材料表面改性，能够有效的改变表面基团而不破坏材料原有结构。其氧化改性过程中，由于原始材料、氧压、以及氧化剂比例的不同，最终表现出不同的氧化结果和不同的表面基团。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种高选择性h2o2电合成碳基催化剂及
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案达到：
3、一种高选择性h2o2电合成碳基催化剂的制备方法，该方法是先将介孔碳材料经过退火处理去除其本身的含氧基团后，得到表面无氧催化剂碳载体；之后用等离子体氧化处理即可得到高选择性h2o2电合成碳基催化剂。
4、上述制备方法中，退火处理是将介孔碳材料置于温度为300-800℃，氛围是体积为1～5：90～95的氢气和氩气的混合气中处理1-3小时，即可得到表面无氧催化剂碳载体。
5、上述制备方法中，等离子处理的条件为：气氛是体积为10～50：50～90的氧气和氩气，处理电压为40-80v、时间为1-30分钟，功率为10-100w。
6、上述制备方法中，，介孔碳材料的总孔体积≥0.8cm3/g，比表面积为600-1000m2/g，平均孔径为2-20nm，介孔率为40-99％。
7、上述制备方法中，介孔碳材料为生物质前驱体在化学试剂溶液中组分剥离后，在氮气气氛中活化所得的介孔碳材料。进一步的，化学试剂可以为氢氧化钾、次氯酸钠、氯化锌、磷酸等中的一种或几种；组分剥离条件为100-150℃下0.5-6小时；氮气活化条件为600-1000℃，活化1-10小时。
8、本专利技术技术方案中，制得的高选择性h2o2电合成碳基催化剂在催化合成h2o2方面的应用。
9、本专利技术实例提供的技术方案带来的有益效果：
10、(1)本专利技术所述的催化剂能够充分保留介孔碳物质传输通道和大比表面积的优势，在氧改性过程中增强氧化剂的扩散，实现c＝o的有效负载，使得催化的选择性大幅提升。
11、(2)本专利技术所述的等离子体改性方法，不仅有效的氧化碳载体表面形成c＝o活性位，还保留了碳载体的孔道结构，强化电催化过程中氧气的扩散，实现双氧水的高效电化学合成。
12、(3)本专利技术的优势在于，催化剂的原料成本低廉、简单易得，制备过程简易。催化剂活性强，稳定性好，可重复性佳。
13、附图表说明
14、图1为实施例1与比较例1、2、3中催化剂线性扫描伏安曲线。
15、图2为实施例1与比较例1、2、3中催化剂h2o2选择性。
16、图3为实施例1与比较例1、2、3中催化剂电催化制备双氧水的稳定性。
17、图4为实施例1中催化剂的x射线光电子能谱图。
18、表1为实施例和比较例中催化剂氧含量、c＝o比例和同条件下双氧水产物浓度。
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1.一种高选择性H2O2电合成碳基催化剂的制备方法，其特征在于，该方法是先将介孔碳材料经过退火处理去除其本身的含氧基团后，得到表面无氧催化剂碳载体；之后用等离子体氧化处理即可得到高选择性H2O2电合成碳基催化剂。
2.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，退火处理是将介孔碳材料置于温度为300-800℃，氛围是体积为1～5：90～95的氢气和氩气的混合气中处理1-3小时，即可得到表面无氧催化剂碳载体。
3.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，等离子处理的条件为：气氛是体积为10～50：50～90的氧气和氩气，处理电压为40-80V、时间为1-30分钟，功率为10-100W。
4.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，介孔碳材料的总孔体积≥0.8cm3/g，比表面积为600-1000m2/g，平均孔径为2-20nm，介孔率为40-99％。
5.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，介孔碳材料为生物质前驱体在化学试剂溶液中组分剥离后，在氮气气氛中活化所得的介孔碳材料。
6.根据权利要求5所述的的制备
7.一种高选择性H2O2电合成碳基催化剂，其特征在于：该催化剂采用权利要求1～3任一项所述的方法制得。
8.一种利用权利要求1方法制得的高选择性H2O2电合成碳基催化剂在催化合成H2O2方面的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高选择性h2o2电合成碳基催化剂的制备方法，其特征在于，该方法是先将介孔碳材料经过退火处理去除其本身的含氧基团后，得到表面无氧催化剂碳载体；之后用等离子体氧化处理即可得到高选择性h2o2电合成碳基催化剂。
2.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，退火处理是将介孔碳材料置于温度为300-800℃，氛围是体积为1～5：90～95的氢气和氩气的混合气中处理1-3小时，即可得到表面无氧催化剂碳载体。
3.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，等离子处理的条件为：气氛是体积为10～50：50～90的氧气和氩气，处理电压为40-80v、时间为1-30分钟，功率为10-100w。
4.根据权利要求1所述的的制备方法，其特征在于，介孔碳材料的总孔体积...
【专利技术属性】
技术研发人员：朱家华，邱悦锋，穆立文，张斌，林瀚，陆小华，
申请(专利权)人：南京工业大学，
类型：发明
国别省市：
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