一种碳基负载金属磷化物催化剂及其制备方法和应用.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN110227513A(43)申请公布日2019.09.13(21)申请号201910560963.X(22)申请日2019.06.26(71)申请人浙江工业大学地址310014浙江省杭州市下城区潮王路18号(72)发明人钟兴蒋文斌王建国(74)专利代理机构杭州浙科专利事务所(普通合伙)33213代理人周红芳(51)Int.Cl.B01J27/185(2006.01)C25B3/04(2006.01)C25B11/12(2006.01)C25B11/06(2006.01)权利要求书2页说明书6页附图5页(54)发明名称一种碳基负载金属磷化物催化剂及其制备方法和应用(57)摘要本发明公开了一种碳基负载金属磷化物催化剂及其制备方法和应用，所述碳基负载金属磷化物催化剂的制备过程为：贵金属盐、去离子水和磷源混合均匀后，加入含氮有机物并搅拌均匀，将所得溶液转移到聚四氟乙烯罐中，于120℃-180℃水热反应10-24小时，反应结束后冷却至室温，将反应液过滤，滤渣干燥后放置于管式炉中，于氮气气氛下，从室温以3~8℃/min的速率升温至700-900℃，然后恒温保持1-4小时，随后自然降温至室温，将煅烧后的产物用去离子水和无水乙醇各清洗3-5遍后，抽滤，将滤渣干燥得到所述碳基负载金属磷化物催化剂。本发明制备的碳基负载金属磷化物催化剂成本较低，且本发明的催化剂在用于木质素酚类化合物电催化加氢的反应中，具有较高的催化活性和稳定性。CN110227513ACN110227513A权利要求书1/2页1.一种碳基负载金属磷化物催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：1）在烧杯中加入贵金属盐、去离子水和磷源，搅拌30-60分钟，形成均匀的溶液；2）向步骤1）所得溶液中加入含氮有机物，持续搅拌分散30-120分钟，使含氮有机物均匀地分散在溶液中，得到前驱体溶液；3）将步骤2）所得前驱体溶液转移到聚四氟乙烯罐中，于120℃-180℃温度下水热反应10-24小时，反应结束后冷却至室温，将反应液过滤，过滤所得固体于60-100℃温度下真空干燥20-25小时，得到金属磷化物前驱体；4）将步骤3）所得金属磷化物前驱体放置于管式炉中，于氮气气氛下，从室温以3~8℃/min的速率升温至700-900℃，然后恒温保持1-4小时，随后自然降温至室温，得到碳基负载金属磷化物固体；5）步骤4）所得碳基负载金属磷化物固体用去离子水和无水乙醇各清洗3-5遍后，抽滤，将滤渣置于真空干燥箱中，于60-80℃温度下干燥20-25小时，即得到所述碳基负载金属磷化物催化剂。2.根据权利要求1所述的一种碳基负载金属磷化物催化剂的制备方法，其特征在于步骤1）中，所述贵金属盐为铑盐、铱盐、钯盐或钌盐；所述磷源为植酸、磷酸或磷酸盐，所述磷酸盐为磷酸钠或磷酸二氢钠；步骤2）中，所述含氮有机物为三聚氰胺、尿素或氰胺。3.根据权利要求2所述的一种碳基负载金属磷化物催化剂的制备方法，其特征在于所述磷源为植酸或磷酸，贵金属盐的质量与所述磷源的体积之比为5~10:1，质量的单位为mg，体积的单位为mL。4.根据权利要求2所述的一种碳基负载金属磷化物催化剂的制备方法，其特征在于所述磷源为磷酸盐，贵金属盐与所述磷源的质量之比为0.01~0.03:1，优选为0.01~0.015:1。5.根据权利要求2所述的一种碳基负载金属磷化物催化剂的制备方法，其特征在于所述贵金属盐与所述含氮有机物的质量之比为0.01~0.1:1，优选为0.01~0.05:1。6.根据权利要求2所述的一种碳基负载金属磷化物催化剂的制备方法，其特征在于步骤1）中，所述贵金属盐的质量与所述去离子水的体积之比为0.5~3:1，优选为1~2:1，质量的单位为mg，体积的单位为mL。7.如权利要求1~6任意一项所述的方法制备的碳基负载金属磷化物催化剂。8.如权利要求7所述的碳基负载金属磷化物催化剂在木质素酚类化合物电催化加氢反应中的应用。9.如权利要求8所述的应用，其特征在于包括以下步骤：S1：将所述碳基负载金属磷化物催化剂与Nafion的乙醇溶液混合，超声分散后，将所得分散液滴在碳布上，干燥后制成碳布电极；S2：以H型电解槽为反应容器，阴极室和阳极室用阳离子交换膜隔开；在阳极室，铂片作为对电极，0.1-2.0mol/L的酸性溶液作为阳极液；在阴极室，以步骤S1所得碳布电极作为工作电极，以木质素酚类化合物为反应底物溶解在0.1-2.0mol/L的酸性溶液中作为阴极液，对阴极液进行500-1000r/min的搅拌下，进行电催化加氢反应制备KA油，反应的电流为10-30mA，反应电压为3-6V，反应温度为40-80℃，反应时间为0.5-2小时。10.如权利要求9所述的应用，其特征在于所