[发明专利]一种电催化降解肼类环境污染物同时产氢的催化剂的制备方法

说明书

肼，又称联氨，是一种无色发烟的、具有腐蚀性和强还原性的无色油状液体。肼类污染物催化降解是环境催化化学领域的热点问题，电催化降解肼类污染物同时产生氢气对评价环境生态学具有重要的科学和实践意义。肼类有机污染物在水体中造成的污染，严重危害生态环境和人民生命安全。该电催化过程阴极用于产生氢气，阳极用于肼类有机污染物的电催化降解，不仅实现了肼的零污染降解，而且为构建资源节约型社会提供了新思路。

技术领域

本发明涉及多种非金属掺杂一种催化剂的制备方法及应用领域，具体涉及一种制备N，P-Mo₂C多孔纳米针催化剂的方法及其在电催化降解肼类环境污染物同时产氢的领域的应用。

背景技术

能源是人类发展的保障，是社会进步的重要支撑。当前社会的能源主要来源为煤、石油、页岩气等化石燃料，但是这些化石燃料面临储量下降、开采困难、不可再生等问题，同时还造成环境污染，威胁人类健康。氢能作为清洁、高效的可再生能源受到了科研工作者的关注。氢气燃烧产物是水，不仅零污染，而且其热量高，来源广，是最理想的传统化石燃料替代能源。电解水催化制氢被认为有效的产氢方法。

肼类污染物催化降解是环境催化化学领域的热点问题，电催化降解肼类污染物同时产生氢气对评价环境生态学具有重要的科学和实践意义。肼类有机污染物在水体中造成的污染，严重危害生态环境和人民生命安全。该电催化过程阴极用于产生氢气，阳极用于肼类有机污染物的电催化降解，不仅实现了肼的零污染降解，而且为构建资源节约型社会提供了新思路。

多功能催化剂的研发对于纳米材料、环境催化等领域具有重要意义。传统的单一催化剂面临着催化效率不高，催化效果不好等问题，因此发展高效的掺杂态催化剂对催化领域有着重要的指导意义。

发明内容

本发明的目的之一是一种N，P-Mo₂C多孔纳米针催化剂的新型制备方法。

本发明的目的之二是将所合成的纳米针催化剂应用于电催化降解肼类有机污染物。

本发明的目的之三是将所合成的纳米针催化剂应用于电催化降解有机污染物同时产氢体系。

本发明的技术方案如下：

1.N，P-Mo₂C多孔纳米针催化剂的制备：是将钼源试剂、0 ~ 50 g的植酸、和0 ~ 50 g的苯胺加入到100 mL的去离子水中，并加入1 M的盐酸0 ~ 50 mL，强力搅拌均匀，使溶液的pH控制在1.5 ~ 8.5 之间，得到催化剂的制备液；将上述得到的制备液温度控制在40 ~ 80℃之间，并强力搅拌3 ~ 10 h，然后将其离心分析，得到的固体产品用乙醇清洗，干燥后即可得到氮，磷-双掺杂的催化剂前驱体；将上述得到的氮，磷-双掺杂的催化剂前驱体在650~ 1200 ℃之间进行退火3 ~ 20 h，即可得到N，P-Mo₂C多孔纳米针催化剂。

2. 该方案的N，P-Mo₂C多孔纳米针催化剂尚属首次合成，巧妙运用植酸、苯胺和钼源试剂中的非金属元素，实现了较低温度下的前驱体掺杂，较传统的直接高温掺杂，节约了大量的能源，且达到了非常好的掺杂效果。

3. N，P-Mo₂C多孔纳米针催化剂的制备方法中，钼源试剂为七水钼酸铵、钼酸铵、钼酸钠、硫代钼酸铵、氧化钼中一种或几种的组合，钼源试剂含量为0.01 ~ 100 mol。

4. 电催化降解肼类环境污染物过程同时产氢，采用三电极系统进行测试，在电化学工作站上进行电催化降解肼类环境污染物性能测试；将一定浓度的污染物液体加入到催化底液中，以涂有N，P-Mo₂C多孔纳米针催化剂的玻碳电极为工作电极，以碳棒为对电极，以Ag/AgCl电极为参比电极，以0.1 ~ 10 mol/L的硫酸盐缓冲溶液为催化底液。

具体实施例方式