[发明专利]一种梯度铂基膜电极催化不饱和有机物加氢的方法

权利要求书

1.一种梯度铂基膜电极催化不饱和有机物加氢的方法，其特征在于：采用热压工艺，将沉积在炭载体上的Pt含量呈梯度分布的炭载PtTi合金催化剂压制在固体聚合物电解质膜的单面上，制成G-SPEME，将G-SPEME置于相邻阳极室与阴极室之间，G-SPEME上附着有炭载PtTi合金催化剂的一面与阴极室相接并作为阴极室的工作电极，G-SPEME的另一面与阳极室的炭质电极接触，通过紧固夹具将阴极室、G-SPEME及阳极室压紧至紧密接触；G-SPEME将阳极室的电解制氢过程与阴极室的不饱和有机物加氢过程分隔并独立进行，分别控制阳极室与阴极室的反应电压，以调控电解制氢与不饱和有机物加氢过程的反应选择性。

2.根据权利要求1梯度铂基膜电极催化不饱和有机物加氢的方法，其特征在于：所述炭载PtTi合金催化剂是通过离子束溅射镶嵌Pt的Ti靶，沉积在加热炭载体上而获得，所得炭载PtTi合金催化剂薄膜的厚度为30～50nm，Pt载量0.005～0.010mg/cm²，从PtTi合金催化剂薄膜与炭载体结合处至薄膜表面，Pt含量在70wt.%~30wt.%之间呈梯度减小，通过控制镶嵌Pt的Ti靶的移动速度实现Pt含量的梯度分布，靶材的移动速度为2mm/min~20mm/min。

3.根据权利要求1梯度铂基膜电极催化不饱和有机物加氢的方法，其特征在于：镶嵌Pt的Ti靶的移动速度为10mm/min。

4.根据权利要求1梯度铂基膜电极催化不饱和有机物加氢的方法，其特征在于：所述阴极室的不饱和有机物加氢反应温度为60～80℃。

5.根据权利要求1梯度铂基膜电极催化不饱和有机物加氢的方法，其特征在于：所述炭质电极为平纹丙睛石墨纤维布，表面石墨化程度≥99%，面密度0.20～0.35g/cm²。

6.根据权利要求2梯度铂基膜电极催化不饱和有机物加氢的方法，其特征在于：所述炭载体为平纹丙睛石墨纤维布，表面石墨化程度≥99%，面密度0.20～0.35g/cm²。

7.根据权利要求1梯度铂基膜电极催化不饱和有机物加氢的方法，其特征在于：所述固体聚合物电解质膜为全氟磺酸盐离子交换膜。

8.根据权利要求1梯度铂基膜电极催化不饱和有机物加氢的方法，其特征在于：热压工艺具体流程如下：

（1）配制梯度铂基膜电极处理浸泡液，浸泡液由质量百分比浓度为5～25%全氟磺酸盐离子交换液、质量百分比浓度为5～25%的PTFE溶液和去离子水按体积比为1︰1︰1的比例混合得到；

（2）将炭载PtTi合金催化剂置于步骤（1）配制的浸泡液中，其中浸泡液温度30～50℃，浸泡时间5～10min，取出后自然风干；

（3）将步骤（2）所得炭载PtTi合金催化剂在马弗炉中烧制，烧制条件：烧制温度500～700℃，烧制时间20～60s；

（4）将固体聚合物电解质膜浸泡在含0.1～0.5mol/L稀硫酸的双氧水中10～24h；

（5）将步骤（3）所得炭载PtTi合金催化剂与步骤（4）所得固体聚合物电解质膜进行热压，热压条件为：热压温度125～225℃，热压压力10～20MPa，热压时间2～10min。

9.根据权利要求1所述梯度铂基膜电极催化不饱和有机物加氢的方法，其特征在于：阳极室内电解液为0.5～1.0mol/L的稀硫酸或稀硝酸溶液，阴极室内不饱和有机物为液态的碳原子数在5～16之间的单环芳香烃、烯烃或炔烃。