[发明专利]一种钙钛矿电极材料制备方法及其电催化应用

说明书

本发明公开了一种钙钛矿电极材料制备方法及其电催化应用，其特点是将La(NO₃)₃·6H₂O为镧源与Fe(NO₃)₃·9H₂O铁源、Co(NO₃)₂·6H₂O钴源或Ni(NO₃)₂·6H₂O镍源混合，以一水柠檬酸为络合剂，采用溶胶凝胶法得到钙钛矿电极材料，将其作为苯乙酮不对称电羧化反应合成具有光学活性2‑羟基‑2‑苯丙酸的阴极材料，在常压饱和二氧化碳下进行电羧化反应。本发明与现有技术相比具有电极材料制备简单，成本低廉，在苯乙酮的电羧化反应中具有良好的催化活性，是一种很有应用前景的电催化材料，可对温室效应的气体二氧化碳进行有效利用，同时实现了苯乙酮的转化和手性物质的有效合成。

技术领域

本发明涉及电化学还原技术领域，具体地说是一种LaBO₃(B=Fe/Co/Ni)钙钛矿电极材料的制备方法及其在苯乙酮不对称电羧化反应中的电催化应用。

背景技术

二氧化碳是全球温室效应的主要成员，将其活化利用不仅可以控制温室气体排放，减缓环境污染，而且可以利用廉价、丰富的Cl资源合成重要的化工产品。电化学固定二氧化碳与芳香酮类化合物不对称合成重要的药物中间体羧酸就是运用该方法研究的一个很有价值的方向。J. X. Lu等曾在K. Zhang，H. Wang，S. F. Zhao，D. F. Niu，J. X. LuJ. Electroanal. Chem. 2009，630，35–41和B. L. Chen，Z.Y. Tu，H. Zhu，W.W. Sun，H.Wang，J.X. Lu，Electrochim. Acta，2014，116，475-483中报道了以生物碱为诱导剂和以不锈钢（Ss）或Ag、Ni和Ti等为阴极的芳香酮为底物的不对称电羧化，生成了具有光学活性的相应羧化产物。

钙钛矿材料具有优异的电子-离子混合导电性能，是一类用途广泛的功能材料，且有稳定的骨架结构，骨架结构中的阳离子具有一定的可取代性，会产生氧空穴或由过渡金属氧化物价态变化而形成缺陷，由此可以改变氧的吸脱附性质，提高催化性能，是CO和CO₂活化的有效催化剂。近年来钙钛矿型催化剂在电化学方面的应用包括：CO₂还原成甲醇、甲酸和乙醇等小分子化合物（M. Schwartz，R. L. Cook，V. M. Kehae，R. C. MacDuff，J.Patel，and A. F. Sammells，J. Electrochem. Soc. 1993，140，614-618），OER和ORR（Y.L. Zhu，W. Zhou，J. Y，Y. B. Chen，M. L. Liu，and Z. P. Shao，Chem. Mater. 2016，28，1691-1697）等反应，并且表现出良好的电催化活性及稳定性。

现有技术采用平板电极作为芳香酮不对称电羧化反应中的阴极材料，存在着产物光学纯度不高，平板电极的比表面积小，活性位点相对较少等问题。

发明内容