[发明专利]生物质碳基复合催化剂及其制备方法与应用

权利要求书

1.一种生物质碳基复合催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1.预处理天然生物质材料，将预处理后的生物质材料预浸渍；

S2.将生物质材料浸渍于混合溶液，生物质材料和混合溶液发生水热反应，对生物质材料进行清洗，真空干燥，得到生物质基材料；

S3.将生物质基材料进行碳化，得到生物质碳基复合催化剂。

2.根据权利要求1所述的生物质碳基复合催化剂的制备方法，其特征在于，天然生物质材料为杨木、松木、桐木、杉木、橡木、桦木、桉木、秸秆、竹子、甘蔗渣、芦苇中的至少一种。

3.根据权利要求2所述的生物质碳基复合催化剂的制备方法，其特征在于，天然生物质材料的预处理方法为：将天然生物质材料垂直于生长方向切割，用无水乙醇和去离子水超声洗涤，去除表面的杂质并自然风干，获得预处理后的生物质材料。

4.根据权利要求1所述的生物质碳基复合催化剂的制备方法，其特征在于，混合溶液包括含铁化合物、含锌化合物、有机酸和有机溶剂，混合溶液的制备方法为：

将有机酸溶解在有机溶剂中形成第一溶液；

将含铁有机物、含锌有机物溶解在有机溶剂中形成第二溶液；

将第二溶液与第一溶液混合形成混合溶液。

5.根据权利要求4所述的生物质碳基复合催化剂的制备方法，其特征在于，混合溶液中有机酸和有机溶剂的质量体积比为1～2：20～100g/mL。

6.根据权利要求4所述的生物质碳基复合催化剂的制备方法，其特征在于，混合溶液中铁离子、锌离子和有机酸的摩尔比为1：2～50：2～10。

7.根据权利要求4所述的生物质碳基复合催化剂的制备方法，其特征在于，含铁化合物为二环戊二烯铁、柠檬酸铁、乙酰丙酮铁、甘氨酸铁、氯化铁、硝酸铁、乙酸铁中的至少一种；含锌化合物为碳酸锌、硫化锌、硫酸锌、硝酸锌中的至少一种；有机酸为间苯二甲酸、对苯二甲酸、苯甲酸、乙二酸、甲酸、草酸、乙酸中的至少一种；有机溶剂为丙酮、甲醇、乙醇、环氯丙烷、环丁砜、N,N-二甲基甲酰胺、醋酸丁酯、甲基吡咯烷酮、丙酸丙酯、二氯甲烷中的至少一种。

8.根据权利要求1所述的生物质碳基复合催化剂的制备方法，其特征在于，步骤S1中，预浸渍的时间为12～72h；

步骤S2中，浸渍的温度为100℃～150℃，浸渍的时间为12～72h；水热反应的温度为90℃～150℃，水热反应的时间为12～72h；真空干燥的温度为80℃～130℃；

步骤S3中，碳化的温度为700～1500℃，碳化的时间为2～10h。

9.一种生物质碳基复合催化剂，其特征在于，采用权利要求1至8任一项所述的生物质碳基复合催化剂的制备方法制得。

10.根据权利要求9所述的生物质碳基复合催化剂的应用，其特征在于，在电化学双电子氧还原反应产生过氧化氢过程中作为阴极催化剂层。