一种金属有机框架阵列催化剂的制备方法

本发明属于甘油氧化制甲酸催化剂制备，具体涉及一种金属有机框架阵列催化剂的制备方法。

背景技术：

1、水电解中涉及阴极析氢反应(her)和阳极析氧反应(oer)，是生产清洁氢燃料的有效手段。然而，oer所伴随的缓慢动力学特性导致通过水电解产生氢时带来的非常高的能量输入。甘油电催化氧化反应(gor)比oer的反应动力学更快。此外，生物柴油工业提供了大量的甘油副产品。因此，将阳极有利的小分子反应替代阳极oer的催化剂得到了广泛发展。

2、传统催化剂在长期使用过程中催化活性相对较低，可能面临催化活性的衰减或失效问题。金属盐类催化剂和过渡金属催化剂可能会发生中毒、截止或沉淀，而酸催化剂可能会受到失活或偏析的影响。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种金属有机框架阵列催化剂的制备方法，能够通过调控电子结构的设计，cu基mof获得了gor的高活性能和较好的长期稳定性，为节能制氢和生产高附加值化学品提供了借鉴。

2、本发明采取的技术方案具体如下：

3、一种金属有机框架阵列催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

4、s1：在cu泡沫上合成cu(oh)2纳米线阵列；

5、s2：采用溶剂热法合成异质金属掺杂的cu-cat阵列。

6、所述s1中，合成cu(oh)2纳米线阵列的具体步骤如下：

7、s11：将泡沫铜切割成1cm×5cm片状后，使用乙醇和水清洗干净，直到ph值达到7；

8、s12：在室温下，将铜泡沫浸入含有2.5m naoh和0.13m(nh4)2s2o8的混合物中，搅拌15min；

9、s13：在铜泡沫上均匀生长cu(oh)2纳米针阵列后，使用水洗涤样品，直到ph值达到7，然后在60℃下干燥12h。

10、所述s2中，合成异质金属掺杂的cu-cat阵列步骤如下：

11、s21：将5mg金属盐rucl3·xh2o和10mg 2,3,6,7,10,11-六羟基三苯溶于去离子水和dmf的混合溶液中；

12、s22：然后将cu(oh)2/cf浸入上述溶液中，70℃保持10min；

13、s23：使用去离子水、丙酮洗涤，在60℃下干燥12h。

14、所述s21中，金属盐可采用cocl2·6h2o作为替换。

15、所述s21中，金属盐可采用ircl3作为替换。

16、本发明取得的技术效果为：

17、本发明的一种金属有机框架阵列催化剂的制备方法在制备方面，更加节能简便快速，且电子结构和性能可调，无论掺杂金属的种类都可以调控掺杂mof的d带中心，从而来获得gor性能优异的mcu-cats催化剂。

18、本发明的一种金属有机框架阵列催化剂的制备方法在gor性能方面，具有独特的层次化阵列结构，异质结构可以暴露更多的活性位点；另外，掺杂金属与cu金属之间的电子相互作用使得mofs的d带中心(εd)下移。εd的下移降低了限速步骤的能垒和oh*的形成能，协同增强了mof对gor的活性。

技术特征：

1.一种金属有机框架阵列催化剂的制备方法，其特征在于：所述制备方法包括以下步骤：

2.根据权利要求1所述的一种金属有机框架阵列催化剂的制备方法，其特征在于：所述s1中，合成cu(oh)2纳米线阵列的具体步骤如下：

3.根据权利要求2所述的一种金属有机框架阵列催化剂的制备方法，其特征在于：所述s13中，ph值达到7后，在60℃下干燥12h。

4.根据权利要求1所述的一种金属有机框架阵列催化剂的制备方法，其特征在于：所述s2中，合成异质金属掺杂的cu-cat阵列步骤如下：

5.根据权利要求1所述的一种金属有机框架阵列催化剂的制备方法，其特征在于：

6.根据权利要求1所述的一种金属有机框架阵列催化剂的制备方法，其特征在于：

7.根据权利要求4、5或6所述的一种金属有机框架阵列催化剂的制备方法，其特征在于：所述s22中浸入后，需在70℃下保持10min。

8.根据权利要求4、5或6所述的一种金属有机框架阵列催化剂的制备方法，其特征在于：所述s23中洗涤后，在60℃下干燥12h。

技术总结本发明属于甘油氧化制甲酸催化剂制备技术领域，具体涉及一种金属有机框架阵列催化剂的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：S1：在Cu泡沫上合成Cu(OH)<subgt;2</subgt;纳米线阵列；S2：采用溶剂热法合成异质金属掺杂的Cu‑CAT阵列。所述S1中，合成Cu(OH)<subgt;2</subgt;纳米线阵列的具体步骤如下：S11：将泡沫铜切割成1cm×5cm片状后，使用乙醇清洗干净，直到pH值达到7；S12：在室温下，将铜泡沫浸入含有2.5M NaOH和0.13M(NH<subgt;4</subgt;)<subgt;2</subgt;S<subgt;2</subgt;O<subgt;8</subgt;的混合物中，搅拌15min。本发明能够通过调控电子结构的设计，Cu基MOF获得了GOR的高活性能和较好的长期稳定性，为节能制氢和生产高附加值化学品提供了借鉴。技术研发人员：陈玉金,何玉倩,闫峰,张潇,朱春玲,赵赢营受保护的技术使用者：哈尔滨工程大学技术研发日：技术公布日：2024/5/12