本發(fā)明涉及一種催化劑及其制備方法，尤其涉及一種用于將co2轉(zhuǎn)化為c3、c2和c1產(chǎn)物的有機(jī)電催化劑及其制備方法。

背景技術(shù)：

1、當(dāng)今世界需要將二氧化碳轉(zhuǎn)化為增值燃料和化學(xué)品，以滿足對(duì)可持續(xù)可再生能源的需求。到目前為止，已經(jīng)報(bào)道了高f.e的c1和c2產(chǎn)物，但仍然很少探索具有無(wú)金屬催化劑的c3產(chǎn)物。如中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利cn?112251766?a公開(kāi)了一種二氧化碳電化學(xué)還原高選擇性、高效率的制備一氧化碳的方法；中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利cn?114672846?a公開(kāi)了一種用于電催化co2還原的雙金屬催化材料的制備及應(yīng)用，所制備的cu/ni-nc催化材料可以增加金屬利用率、降低成本、抑制析氫反應(yīng)，并提高電催化co2還原為co的法拉第效率；中國(guó)專(zhuān)利cn?114381747?a公開(kāi)了一種二氧化碳電化學(xué)還原制備乙烯的電催化電極制備方法，但是如何高效率且高選擇性的將二氧化碳同時(shí)轉(zhuǎn)化為c3、c2和c1產(chǎn)物的催化材料依然鮮有報(bào)道。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、發(fā)明目的：本發(fā)明旨在提供一種用于將co2高效轉(zhuǎn)化為c3、c2和c1產(chǎn)物的協(xié)同流動(dòng)有機(jī)電催化劑。

2、技術(shù)方案：本發(fā)明所述的用于將co2轉(zhuǎn)化為c3、c2和c1產(chǎn)物的有機(jī)電催化劑為2,2'-((1e，1'e)-1,2-亞苯基雙(二氮烯-2,1-二基)二苯胺，結(jié)構(gòu)式如下：

3、

4、優(yōu)選地，產(chǎn)物中包括c1產(chǎn)物甲酸，c2產(chǎn)物乙酸和乙醇，c3產(chǎn)物丙酮。

5、優(yōu)選地，在電催化過(guò)程中，將所述有機(jī)電催化劑溶解在有機(jī)溶劑中，滴注在碳紙上作為工作電極。

6、所述用于將co2轉(zhuǎn)化為c3、c2和c1產(chǎn)物的有機(jī)電催化劑的制備方法，包括如下步驟：

7、(1)將鄰苯二胺在甲苯中用氬氣蒸汽脫氣，然后加入pbo2，溶液回流反應(yīng)，反應(yīng)完成后，過(guò)濾并收集濾液，提純后獲得2，2'-二氨基偶氮苯；

8、(2)將2,2′-二氨基偶氮苯在甲苯中用氬氣流脫氣，然后加入2-硝基乙酰苯胺和乙酸，加熱攪拌反應(yīng)，通過(guò)柱色譜法純化處理；將純化處理后的產(chǎn)物溶解在溶劑中，，加入koh，將混合物加熱反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后，提純處理，獲得目標(biāo)產(chǎn)物。

9、進(jìn)一步地，上述反應(yīng)的合成路線如下所示：

10、

11、優(yōu)選地，步驟(1)中鄰苯二胺和pbo2的摩爾比為1：1～1：10，回流反應(yīng)時(shí)間為1.5～6小時(shí)。

12、優(yōu)選地，步驟(2)中2,2′-二氨基偶氮苯，2-硝基乙酰苯胺和乙酸的摩爾比為1：1～4：1～15，加熱攪拌反應(yīng)時(shí)的溫度為40～90℃，反應(yīng)時(shí)間為24～72小時(shí)。

13、優(yōu)選地，步驟(2)中單保護(hù)鄰雙氨基雙偶氮苯和koh的摩爾比為1:40～1：70，加熱反應(yīng)溫度為60～100℃，反應(yīng)時(shí)間為1～5小時(shí)；所述koh預(yù)先溶解在乙醇和水的混合溶液中。

14、有益效果：與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有如下顯著優(yōu)點(diǎn)：該有機(jī)電催化劑是同類(lèi)產(chǎn)品中第一個(gè)將co2容易且高效地轉(zhuǎn)化為c1、c2，特別是c3產(chǎn)物。

技術(shù)特征：

1.一種用于將co2轉(zhuǎn)化為c3、c2和c1產(chǎn)物的有機(jī)電催化劑，其特征在于，該有機(jī)電催化劑為2,2'-((1e，1'e)-1,2-亞苯基雙(二氮烯-2,1-二基)二苯胺，結(jié)構(gòu)式如下：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于將co2轉(zhuǎn)化為c3、c2和c1產(chǎn)物的有機(jī)電催化劑，其特征在于，產(chǎn)物中包括c1產(chǎn)物甲酸，c2產(chǎn)物乙酸和乙醇，c3產(chǎn)物丙酮。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于將co2轉(zhuǎn)化為c3、c2和c1產(chǎn)物的有機(jī)電催化劑，其特征在于，在電催化過(guò)程中，將所述有機(jī)電催化劑溶解在有機(jī)溶劑中，滴注在碳紙上作為工作電極。

4.一種權(quán)利要求1所述用于將co2轉(zhuǎn)化為c3、c2和c1產(chǎn)物的有機(jī)電催化劑的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于將co2轉(zhuǎn)化為c3、c2和c1產(chǎn)物的有機(jī)電催化劑的制備方法，其特征在于，合成路線如下所示：

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于將co2轉(zhuǎn)化為c3、c2和c1產(chǎn)物的有機(jī)電催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中鄰苯二胺和pbo2的摩爾比為1:1～1：10。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于將co2轉(zhuǎn)化為c3、c2和c1產(chǎn)物的有機(jī)電催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(1)中回流反應(yīng)時(shí)間為1.5～6小時(shí)。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于將co2轉(zhuǎn)化為c3、c2和c1產(chǎn)物的有機(jī)電催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中2,2′-二氨基偶氮苯，2-硝基乙酰苯胺和乙酸的摩爾比為1：1～4：1～15。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于將co2轉(zhuǎn)化為c3、c2和c1產(chǎn)物的有機(jī)電催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中加熱攪拌反應(yīng)時(shí)的溫度為40～90℃，反應(yīng)時(shí)間為24～72小時(shí)。

10.根據(jù)權(quán)利要求4所述用于將co2轉(zhuǎn)化為c3、c2和c1產(chǎn)物的有機(jī)電催化劑的制備方法，其特征在于，步驟(2)中純化處理后的產(chǎn)物和koh的摩爾比為1:40～1：70，加熱反應(yīng)溫度為60～100℃，反應(yīng)時(shí)間為1～5小時(shí)。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開(kāi)了一種用于將CO<subgt;2</subgt;轉(zhuǎn)化為C<subgt;3</subgt;、C<subgt;2</subgt;和C<subgt;1</subgt;產(chǎn)物的有機(jī)電催化劑及其制備方法，所述有機(jī)電催化劑為不含金屬的偶氮基配體2,2'?((1E，1'E)?1,2?亞苯基雙(二氮烯?2,1?二基))二苯胺，可以用于將CO<subgt;2</subgt;轉(zhuǎn)化為C<subgt;1</subgt;、C<subgt;2</subgt;和C<subgt;3</subgt;產(chǎn)物，該催化劑的制備方法包括：(1)將鄰苯二胺在甲苯中用氬氣蒸汽脫氣，然后加入PbO<subgt;2</subgt;，溶液回流反應(yīng)，提純獲得2，2'?二氨基偶氮苯；(2)將2,2′?二氨基偶氮苯在甲苯中用氬氣流脫氣，加入2?硝基乙酰苯胺和乙酸，加熱攪拌反應(yīng)，通過(guò)柱色譜法純化處理；將純化處理后的產(chǎn)物溶解在溶劑中，加入KOH，將混合物加熱反應(yīng)，提純處理，獲得目標(biāo)產(chǎn)物。

技術(shù)研發(fā)人員：梁沛,羅修莫,尼迪·庫(kù)馬里,桑吉布·甘古利
受保護(hù)的技術(shù)使用者：蘇州翔暉科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6