[发明专利]一种磁场增强电催化生物质氧化耦合绿氢生产的方法

权利要求书

1.一种磁场增强电催化生物质氧化耦合绿氢生产的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、将金属基底浸泡于与空气接触的金属盐溶液中，通过自然腐蚀得到自支撑前驱体；

S2、将自支撑前驱体在惰性气体氛围下进行磷化处理；

S3、将磷化处理后的自支撑前驱体进行表面电氧化处理，得到磁场响应的整体式电催化剂；

S4、以整体式电催化剂作为电催化反应的阳极和阴极，构成双电极体系，在无隔膜电解池中加入含生物质的碱性溶液作为电解液；

S5、在阳极和阴极周围施加磁场，磁场的磁力线穿过电极，电极浸入电解液中，阳极进行生物质电催化氧化反应，阴极进行析氢反应。

2.根据权利要求1所述的磁场增强电催化生物质氧化耦合绿氢生产的方法，其特征在于，所述步骤S5，电极周围施加的磁场强度为0.1～0.5T。

3.根据权利要求2所述的磁场增强电催化生物质氧化耦合绿氢生产的方法，其特征在于，所述步骤S5，电催化反应的工作电压为1.6～2.2V，时间为1～24h。

4.根据权利要求3所述的磁场增强电催化生物质氧化耦合绿氢生产的方法，其特征在于，所述步骤S5中，电解液中的生物质为呋喃类化合物，选自2,5-呋喃二甲醇、5-羟甲基糠醛、2,5-二甲酰基呋喃、5-羟甲基-2-呋喃甲酸、5-甲酰基-2-呋喃甲酸中的至少一种，电解液中生物质的浓度为10～1000mM。

5.根据权利要求1所述的磁场增强电催化生物质氧化耦合绿氢生产的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述金属基底的成分选自钴、镍、铁、铜中的任意一种或多种，所述金属基底的形式选自金属泡沫、金属片、金属箔中的任意一种，所述金属盐溶液中的金属盐选自过渡金属铁、钴、镍的硫酸盐、硝酸盐、盐酸盐中的任意一种或多种组合。

6.根据权利要求5所述的磁场增强电催化生物质氧化耦合绿氢生产的方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述金属盐溶液的浓度为1～2000mM，自然腐蚀时间为0.1～72h。

7.根据权利要求1所述的磁场增强电催化生物质氧化耦合绿氢生产的方法，其特征在于，所述步骤S2具体包括：将磷源置于管式炉上游，自支撑前驱体置于管式炉下游，管式炉通入惰性气体，以1～5℃/min升温速率将管式炉升温至300～600℃，保温时间为1～3h。

8.根据权利要求7所述的磁场增强电催化生物质氧化耦合绿氢生产的方法，其特征在于，所述惰性气体选自氮气、氩气、氦气中的任意一种或多种，惰性气体的气体体积流速为5～100mL/min。

9.根据权利要求1所述的磁场增强电催化生物质氧化耦合绿氢生产的方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括：将磷化后的自支撑前驱体作为工作电极，设置对电极和参比电极，形成三电极体系，将工作电极浸入电解液中进行恒电流氧化，电流密度为2～50mA·cm^-2，处理时间为0.05～5h。

10.根据权利要求9所述的磁场增强电催化生物质氧化耦合绿氢生产的方法，其特征在于，所述步骤S3中，电解液为浓度0.1～5M的氢氧化钠和/或氢氧化钾溶液，对电极选自铂片、碳棒、镍中的任意一种，参比电极选自汞/氧化汞、银/氯化银、饱和甘汞中的任意一种。