[发明专利]化学氧化水制备氧气的CuO/过硫酸盐氧化剂在审
| 申请号： | 201810062924.2 | 申请日： | 2018-01-23 |
| 公开（公告）号： | CN108298501A | 公开（公告）日： | 2018-07-20 |
| 发明（设计）人： | 王吉德;郭佳;张留根;王荻;马文兰 | 申请（专利权）人： | 新疆大学 |
| 主分类号： | C01B13/02 | 分类号： | C01B13/02;C01G3/02;B01J23/72;B01J35/02;B01J37/03;B01J37/08;B01J37/34 |
| 代理公司： | 暂无信息 | 代理人： | 暂无信息 |
| 地址： | 830046 新疆维吾尔自治*** | 国省代码： | 新疆;65 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 制备 氧气 过硫酸盐氧化剂 氧化剂 化学氧化 碱性溶液 微纳结构 水氧化催化剂 高温焙烧法 微波合成法 催化氧化 过硫酸盐 化学催化 热沉淀法 水产生 氧化铜 铜盐 铜源 合成 | ||
本发明涉及以微纳结构氧化铜(CuO)为化学催化水氧化催化剂，在溶有氧化剂的碱性溶液中可形成化学氧化水制备氧气的CuO/过硫酸盐氧化剂。其制备方法如下述步骤：以不同铜盐为铜源，通过溶液热沉淀法、微波合成法和高温焙烧法合成微纳结构CuO，在有氧化剂过硫酸盐的碱性溶液中，可以催化氧化水产生氧气。
技术领域
本发明用以不同铜盐为铜源，通过溶液热沉淀法、微波合成法和高温焙烧法合成微纳结构的CuO，在溶有氧化剂的碱性溶液中，具有良好的催化性能，可与过硫酸盐一起，形成化学氧化水制备氧气的CuO/过硫酸盐氧化剂。
背景技术
当今世界，能源问题和环境问题备受关注。研发新型可持续无污染能源已迫在眉睫。在这些能源中，氢(H2)燃料引起科研工作者的极大兴趣。水的全分解 (2H2O→2H2+O2)引起了科研工作者的极大兴趣。催化水氧化主要为光催化、电催化和化学催化。而化学催化水氧化反应是三者中最方便易行的方法，仅需要催化剂和电子牺牲氧化剂。早期的化学催化水氧化催化剂主要是铱和钌的氧化物，但其高昂的价格限制了它们的商业应用，故研究者将研究对象转向了含量相对丰富且价格较低的过渡金属。近年来，钴、锰、镍、铁等的化合物被证明可以作为化学催化水氧化的催化剂。本发明以不同铜盐为铜源，通过溶液热沉淀法、微波合成法和高温焙烧法合成微纳结构的CuO，在溶有氧化剂的碱性溶液中，具有良好的催化性能，可与过硫酸盐一起，形成化学氧化水制备氧气的CuO/过硫酸盐氧化剂。
发明内容
本实验提供用不同铜盐为铜源，通过溶液热沉淀法、微波合成法和高温焙烧法合成微纳结构CuO，分散在溶有氧化剂的碱性溶液中，制备氧气。操作步骤如下：
（1）醋酸铜 (Cu(CH3COO)2·H2O)、硫酸铜 (CuSO4·5H2O) 、硝酸铜 (Cu(NO3)2·3H2O)、氯化铜(CuCl2·2H2O)分别与氢氧化钠 (NaOH)、氢氧化钾 (KOH) 和浓氨水反应，在水溶液中生成微纳结构的CuO。（2）醋酸铜 (Cu(CH3COO)2·H2O)、硫酸铜 (CuSO4·5H2O) 、硝酸铜(Cu(NO3)2·3H2O) 、氯化铜(CuCl2·2H2O)分别与氢氧化钠 (NaOH)、氢氧化钾 (KOH) 和浓氨水反应，在微波反应器中生成微纳结构的CuO。（3）醋酸铜 (Cu(CH3COO)2·H2O)、硫酸铜(CuSO4·5H2O) 、硝酸铜 (Cu(NO3)2·3H2O) 、氯化铜(CuCl2·2H2O)在马弗炉中高温焙烧生成微纳结构的CuO。（4）将制备的CuO (1-20mg) 分散在溶有一定量的氧化剂(1-200mg)的碱性溶液（pH值为10-14）中，碱性溶液的体积为10-100 mL。
附图说明
图1为本发明第1实施例制备的CuO的扫描电镜图。
图2为本发明第1实施例制备的CuO 的 X-射线粉末衍射图。
图3为本发明第1实施例制备的以CuO为催化剂，以过硫酸钠为氧化剂的产氧动力学图。
具体实施方式
通过具体的实施例对本发明进行进一步详细描述：
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