【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及催化剂，特别是涉及一种高活性orr的co-mof复合催化剂的制备方法及应用。
技术介绍
1、过氧化氢是一种无色透明的液体，在化工能源、环境保护等领域之中有着广泛的应用。目前工业生产过氧化氢的方式主要是通过蒽醌法，但这种方法存在h2o2提纯工艺复杂、能耗高、副产物多等缺点。电化学方法因其环境友好、理论能耗低、碳排放少等优势成为了目前研究者研究过氧化氢制备的前沿技术。在电化学合成过氧化氢过程中，ooh*中间体是反应生成h2o2中的关键中间体，利用贵金属au、pt、pd等催化剂来调控ooh*中间体的吸附是实现h2o2生成选择性的有效方法，但贵金属催化剂丰度低、成本高昂的问题限制了贵金属催化剂的商业化应用。
2、过渡金属因其合适的d带中心结构成为了替代贵金属催化剂的新一代材料，其中金属-有机框架(mofs)能够以原子级别分散的特性增强过渡金属催化剂的活性，但是目前过渡金属mof基催化剂对氧气的二电子还原生成过氧化氢的活性和选择性相对较低，这主要是因为mofs本身导电性不佳以及配体中π轨道与金属离子的d轨道之间的重叠较差导致的。因此，开发一种提升mof基催化剂电子传输能力与π-d共轭作用的高活性电化学合成h2o2催化剂是亟需克服的工艺问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种高活性orr的co-mof复合催化剂的制备方法及应用，以解决上述金属-有机框架对氧气的二电子还原生成过氧化氢的活性和选择性较低的问题。
2、为实现上述目的，本专利技术第一方
3、(1)co-mof-74前驱体的制备
4、将钴源和2,5-二羟基对苯二甲酸(h4dobdc)在混合溶液中搅拌均匀，之后转移至反应釜中，加热完成后，清洗、过滤、干燥得到co-mof-74前驱体；
5、(2)co-mof-74@hatp的制备
6、将co-mof-74前驱体和hatp配体在有机溶剂中进行混合，超声分散均匀，然后烘干得到复合催化剂co-mof-74@hatp。
7、优选的，步骤(1)中钴源和2,5-二羟基对苯二甲酸的摩尔比1～5：1～5。
8、优选的，步骤(1)中钴源和2,5-二羟基对苯二甲酸的摩尔比3：1。
9、优选的，步骤(1)中混合溶液主要由乙醇、dmf和水混合形成的，乙醇、dmf和水的体积比为1:1:1。
10、优选的，步骤(1)中将反应釜放入80～100℃烘箱中加热反应12～24h。
11、优选的，步骤(1)中将反应釜放入100℃烘箱中加热反应24h。
12、优选的，步骤(1)中的洗涤过程为用水和乙醇洗涤三次，烘干过程为在60～80℃的真空烘箱中干燥12～24h。
13、优选的，步骤(1)中的洗涤过程为用水和乙醇洗涤三次，烘干过程为在80℃的真空烘箱中干燥24h。
14、优选的，步骤(2)中co-mof-74前驱体和hatp配体的质量比为1～3：1～2。
15、优选的，步骤(2)中co-mof-74前驱体和hatp配体的质量比为2:1。
16、优选的，步骤(2)中的有机溶剂为甲醇，超声时间为5～15min。
17、优选的，步骤(2)中的有机溶剂为甲醇，超声时间为10min。
18、优选的，步骤(2)中的烘干过程为在60～80℃的烘箱中保持1～5h。
19、优选的，步骤(2)中的烘干过程为在70℃的烘箱中保持3h。
20、本专利技术第二方面提供了一种由上述制备方法制得的co-mof复合催化剂。
21、本专利技术第三方面提供了一种co-mof复合催化剂在电催化制备过氧化氢中的应用。
22、因此，本专利技术采用上述结构的一种高活性orr的co-mof复合催化剂的制备方法及应用，具有以下有益效果：
23、(1)本专利技术提供了一种工艺简单且安全系数高的mof复合催化剂的制备方法，与热解法形成单原子催化剂相比，本专利技术不需要提供热解所需的特定的气体环境氛围和较高的温度，能在较低的温度和合适的溶剂比例下合成一种处于整体均匀配位环境且是原子级别的mof复合催化剂材料。
24、(2)本专利技术与大多数的导电性小的mof催化剂相比，含有π共轭配体，具有比co-mof-74本身催化剂更高的导电性，这有助于提高orr催化反应中催化活性。
25、(3)本专利技术采用了一种简单水热法易于调控不同配位环境的co-ox和co-ox-nx结构的催化剂，并证明出co-ox-nx结构比co-ox结构在orr催化反应中具有更高的活性且趋向于2e-orr过程，因此，co-ox-nx结构在orr催化反应中更有利。
26、下面通过附图和实施例，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种高活性ORR的Co-MOF复合催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高活性ORR的Co-MOF复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中钴源和2,5-二羟基对苯二甲酸的摩尔比1～5：1～5。
3.根据权利要求1所述的一种高活性ORR的Co-MOF复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中混合溶液主要由乙醇、DMF和水混合形成的，乙醇、DMF和水的体积比为1:1:1。
4.根据权利要求1所述的一种高活性ORR的Co-MOF复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中将反应釜放入80～100℃烘箱中加热反应12～24h。
5.根据权利要求1所述的一种高活性ORR的Co-MOF复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的洗涤过程为用水和乙醇洗涤三次，烘干过程为在60～80℃的真空烘箱中干燥12～24h。
6.根据权利要求1所述的一种高活性ORR的Co-MOF复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中Co-MOF-74前驱体和HATP配体的质量比为1～3：1～2。p>
7.根据权利要求1所述的一种高活性ORR的Co-MOF复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的有机溶剂为甲醇，超声时间为5～15min。
8.根据权利要求1所述的一种高活性ORR的Co-MOF复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(2)中的烘干过程为在60～80℃的烘箱中保持1～5h。
9.一种如权利要求1～8任一项所述制备方法制得的Co-MOF复合催化剂。
10.一种如权利要求9所述的Co-MOF复合催化剂在电催化制备过氧化氢中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种高活性orr的co-mof复合催化剂的制备方法，其特征在于：包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种高活性orr的co-mof复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中钴源和2,5-二羟基对苯二甲酸的摩尔比1～5：1～5。
3.根据权利要求1所述的一种高活性orr的co-mof复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中混合溶液主要由乙醇、dmf和水混合形成的，乙醇、dmf和水的体积比为1:1:1。
4.根据权利要求1所述的一种高活性orr的co-mof复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中将反应釜放入80～100℃烘箱中加热反应12～24h。
5.根据权利要求1所述的一种高活性orr的co-mof复合催化剂的制备方法，其特征在于：步骤(1)中的洗涤过程为用水和乙...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。