[发明专利]一种用于电催化制备过氧化氢的催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种用于电催化制备过氧化氢的催化剂，其特征在于，所述催化剂为聚蒽醌-2-甲酰咔唑，结构为：

；

所述催化剂合成包括以下步骤：

（1）将蒽醌-2-羧酸溶于四氢呋喃中，搅拌形成透明的溶液；然后逐滴加入含有氯化亚砜的四氢呋喃溶液，每1g蒽醌-2-羧酸对应的氯化亚砜的加入量范围为1~1.5ml，反应环境持续通入惰性气体，在0℃下均匀搅拌24小时直至形成淡黄色溶液；

（2）在步骤（1）得到的溶液中迅速加入含有咔唑、三乙醇胺的丙酮溶液，每1g蒽醌-2-羧酸对应的咔唑加入量为0.5-0.6 g，三乙胺为1-1.2 ml，在-10℃下均匀搅拌24小时；

（3）将步骤（2）得到的溶液经过柱层析法提取，旋蒸后得到黄色固体；

（4）将步骤（3）得到的黄色固体溶于乙腈，以高氯酸锂作为导电盐，以三电极体系进行循环伏安聚合，得到墨绿色固体，即所述催化剂。

2.一种用于电催化制备过氧化氢的催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）将蒽醌-2-羧酸溶于四氢呋喃中，搅拌形成透明的溶液；然后逐滴加入含有氯化亚砜的四氢呋喃溶液，每1g蒽醌-2-羧酸对应的氯化亚砜的加入量范围为1~1.5ml，反应环境持续通入惰性气体，在0℃下均匀搅拌24小时直至形成淡黄色溶液；

（2）在步骤（1）得到的溶液中迅速加入含有咔唑、三乙醇胺的丙酮溶液，每1g蒽醌-2-羧酸对应的咔唑加入量为0.5-0.6 g，三乙胺为1-1.2 ml，在-10℃下均匀搅拌24小时；

（3）将步骤（2）得到的溶液经过柱层析法提取，旋蒸后得到黄色固体；

（4）将步骤（3）得到的黄色固体溶于乙腈，以高氯酸锂作为导电盐，以三电极体系进行循环伏安聚合，得到墨绿色固体，即所述催化剂。

3. 根据权利要求2所述的用于电催化制备过氧化氢的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中每1-1.2 g蒽醌-2-羧酸溶于30ml无水四氢呋喃，每1-1.5 ml氯化亚砜溶于19mL无水四氢呋喃中。

4.根据权利要求2所述的用于电催化制备过氧化氢的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（1）中所述惰性气体为氩气或氮气。

5. 根据权利要求2所述的用于电催化制备过氧化氢的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（2）中每0.5-0.6 g 咔唑溶于20 mL 丙酮中，每1-1.2 mL三乙胺溶于9 mL 丙酮中。

6.根据权利要求2所述的用于电催化制备过氧化氢的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（3）中柱层析法淋洗液为石油醚和丙酮混合液，石油醚和丙酮的体积比为1：5。

7. 根据权利要求2所述的用于电催化制备过氧化氢的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）中按步骤（3）所得固体110-200 mg 溶于30 mL 乙腈中，高氯酸锂30-50 mg 溶于30 mL 乙腈中。

8. 根据权利要求2或7所述的用于电催化制备过氧化氢的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤（4）中所述三电极体系为：工作电极为FTO导电玻璃，对电极为石墨电极，参比电极为饱和甘汞电极，电位区间为0-1.4 V ，扫描速度为50 mV/s，经过10-50次循环后在工作电极上收集样品。