[发明专利]一种电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法

权利要求书

1.一种电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法，其特征在于：在电解池中，以含水电解质中的水为氢源，在阴极电解液中加入羰基化合物，在通电进行电解反应时，输出端收集液相为醇类产物。

2.根据权利要求1所述电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法，其特征在于：所述羰基化合物的结构式为：

其中R和R’选自无机/或有机基团；

所述无机和/或有机基团选自-H、-D、取代或未取代的烷基、烯基、炔基和/或芳基、-OH、-OR*、-SH、-SR*、-NH₂、-NR*R^#、-COOH、-CHO、-COOR*、-COR*、-PH₂、-PR*R^#、-F、-Cl、-Br、-I、-NO和-NO₂,其中R*和R^#为有机和/或无机基团。

3.根据权利要求1或2所述电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法，其特征在于：所述羰基化合物包括但不限于甲醛、乙醛、丙酮、正丙醛、正丁醛、正戊醛、4-羟基-2-丁酮、二丙酮醇、2-戊酮、环丁酮或糠醛。

4.根据权利要求1所述电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法，其特征在于：所述电解质为中性、碱性电解质或酸性电解质；即包括但不限于0.01–10M的KHCO₃水溶液、0.01–5M的KCl水溶液或0.01–10M的KOH水溶液，0.01–10M的H₂SO₄水溶液。

5.根据权利要求1所述电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法，其特征在于：所述电解池采用流动式电解池时，采用的阴极是在离子交换膜上喷涂催化剂A制备成阴极，喷涂的催化剂负载量为0.001–100mg/cm²；或者，采用在导电基底上喷涂催化剂A制得的工作电极，喷涂的催化剂负载量为0.001–100mg/cm²；或者，以导电基底上原位生长的催化剂制备为阴极；所述导电基底包括但不限于泡沫金属、碳纸或碳布；所述泡沫金属包括但不限于泡沫铜、泡沫镍或泡沫铁；在阳极上喷涂催化剂B；在阴极、阳极室加入电解液，并在阴极电解液中加入羰基化合物，采用三电极或两电极体系进行羰基化合物的电催化加氢反应，收集液相产物。

6.根据权利要求1所述电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法，其特征在于：所述电解池采用分体式H型电解池时，采用的阴极是在导电基底上喷涂催化剂A制得的工作电极，催化剂喷涂后的负载量为0.001–100mg/cm²；或者，以导电基底上原位生长的催化剂制备为阴极；所述导电基底包括但不限于泡沫金属、碳纸或碳布；所述泡沫金属包括但不限于泡沫铜、泡沫镍或泡沫铁；在阳极上喷涂催化剂B；在阴极、阳极室加入电解液，并在阴极电解液中加入羰基化合物，采用三电极或两电极体系进行羰基化合物的电催化加氢反应，收集液相产物。

7.根据权利要求5或6所述电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法，其特征在于：所述催化剂A包括但不限于Fe、Co、Ni、Cu、Ag、Au、Pd、Pt颗粒，合金及其金属氧化物，单原子催化剂，金属酞菁或金属卡宾类型催化剂。

8.根据权利要求5或6所述电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法，其特征在于：所述催化剂B的粉末包括但不限于Ir、Ru基催化剂和Fe、Co或Ni基催化剂。

9.根据权利要求5或6所述电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法，其特征在于：所述催化剂A或B的配制为：1–1000mg的催化剂A或B的粉末，分散于0.2–200mL的异丙醇或者其他分散剂中，加入3μL–5mL Nafion溶液作为粘接剂，搅拌并超声分散10–120min得到催化剂浆料；所述Nafion溶液的浓度为5wt％。

10.根据权利要求5或6所述电催化氢化羰基化合物合成相应醇的方法，其特征在于：所述采用泡沫金属上原位生成金属/金属氧化物作为阴极时，制备步骤为：首先，依次采用丙酮、乙醇、1M盐酸清洗泡沫金属，并用氮气干燥；其次，在空气中2–10℃/min升温，在300–800℃下退火1–6小时，在泡沫金属上均匀生长金属氧化物；最后，以0.1–2A/cm²恒电流原位还原。