[发明专利]一种钙钛矿电极材料制备方法及其电催化应用

权利要求书

1.一种钙钛矿电极材料的电催化应用，其特征在于采用溶胶凝胶法将La(NO₃)₃·6H₂O为镧源与Fe(NO₃)₃·9H₂O为铁源、Co(NO₃)₂·6H₂O为钴源或 Ni(NO₃)₂·6H₂O为镍源和一水柠檬酸为络合剂，制备LaBO₃钙钛矿电极材料作为一室型电解池的阴极与镁棒为阳极，将苯乙酮与N，N-二甲基甲酰胺和四正丁基碘化铵混合成电解液，以Co^Ⅱ-(R,R)salen为诱导剂，正丁醇、乙醇或异丙醇为质子源，在常压饱和二氧化碳下以恒电流电解进行电羧化反应，反应液经旋蒸、萃取和提纯后得到具有光学活性的2-羟基-2-苯丙酸，其电催化应用具体包括以下步骤：

a、电解液的制备

将苯乙酮与四正丁基碘化铵、Co^Ⅱ-(R,R)salen、质子源和N，N-二甲基甲酰胺按0.5~2:1~5:0.01~0.1: 0.1~1:258摩尔比配置的电解液，放入一室型电解池内；

b、电羧化反应

常压下，向电解池中通入二氧化碳至饱和，然后以2~7 mA cm^-2恒电流密度进行苯乙酮不对称电羧化反应，其二氧化碳压力为1 atm，电解温度为5~55 °C，通电量为每摩尔苯乙酮0.5~3 F，其中，F为法拉第常数；

c、旋蒸

电解后液体经70~85℃温度的减压旋蒸，脱去N，N-二甲基甲酰胺溶剂后加入浓度为1~2mol/L的盐酸进行酸化，直至旋蒸液中的固体完全溶解，然后每次用20 mL分析纯的无水乙醚萃取三次，合并萃取液中的有机层并用无水硫酸镁脱水干燥1 h后过滤，滤液在20~25℃温度下旋蒸，脱除乙醚后得产物为具有光学活性的2-羟基-2-苯丙酸；

所述LaBO₃钙钛矿电极材料的具体制备包括以下步骤：

a、前驱体的制备

将La(NO₃)₃·6H₂O与Fe(NO₃)₃·9H₂O、Co(NO₃)₂·6H₂O或Ni(NO₃)₂·6H₂O按金属离子摩尔比为1：0.8~1.5溶于10~50 mL蒸馏水中，混合均匀后加入一水柠檬酸的量是总金属离子摩尔比的0.8~2.0倍，然后将混合溶液在70~85℃温度下旋转蒸发溶剂，得到的湿凝胶在100~180℃温度下干燥12~24 h，制得蓬松粉末为前驱体；

b、钙钛矿电极材料的制备

将上述制备的前驱体研磨后在500~1100℃温度下焙烧4~8 h，得产物为LaBO₃钙钛矿电极材料，其中B为Fe、Co或Ni。