一种磷钼酸调控金属有机骨架Cu-MOF催化剂的制备方法和产品及应用

本发明属于电化学合成氨催化领域，具体涉及到一种磷钼酸调控金属有机骨架cu-mof催化剂的制备方法和产品及应用。

背景技术：

1、nh3在无机肥料、药物和炸药的制造中起着重要的作用。尽管大气中含有约78％的氮气，但由于氮本身的惰性，即所谓的“固氮”，大多数生物在消化和吸收之前必须利用各种方法将空气中的游离氮转化为含氮化合物。与传统的高能耗haber-bosch法相比，电化学氨合成可以在常温常压下进行，具有设备简单、不释放大量co2的优点。

2、然而，由于缓慢的n2吸附动力学和强的n≡n难以断裂等原因导致nh3产率不高。因此，需要稳定和有效的电催化剂来在环境条件下进行电化学氮还原反应。

3、金属有机框架(cu-mof)是一种具有超大空腔和高比表面积的mofs材料，是一种具有高活性和高稳定性的催化剂，已被广泛应用制备阻燃剂(中国专利cn116606447a)，抗生素的降解(中国专利cn116789977a)，制备光电化学传感器(中国专利cn116046860a)等领域。

4、然而，cu-mof在电化学合成氨方面至今还未有相关的报道或研究。

技术实现思路

1、本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

2、鉴于上述和/或现有技术中存在的问题，提出了本发明。

3、因此，本发明的目的是，克服现有技术中的不足，提供磷钼酸调控金属有机骨架cu-mof催化剂的制备方法。

4、为解决上述技术问题，本发明提供了如下技术方案：磷钼酸调控金属有机骨架cu-mof催化剂的制备方法，包括，

5、将硝酸铜、磷钼酸和1，3，5-苯三甲酸加入无水乙醇和去离子水组成的溶剂中，超声处理均匀后，制得混合液；

6、将混合液转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，加热反应；

7、反应结束后冷却至室温取出反应釜，并离心、洗涤，干燥后，得到的蓝色粉末为磷钼酸调控金属有机骨架cu-mof催化剂cu-mof-hpmo。

8、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述无水乙醇与去离子水的体积比为1：1，硝酸铜与无水乙醇的质量体积比以g：ml计为1.098：30，1，3，5-苯三甲酸与无水乙醇的质量体积比以g：ml计为0.536：30。

9、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述硝酸铜与磷钼酸的摩尔比为1：0.5～2.5。

10、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述硝酸铜与磷钼酸的摩尔比为1：1。

11、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述超声处理，超声时间为30min，超声功率为100w。

12、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述加热反应，反应温度为120℃，反应时间为24h。

13、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述离心，还包括，将产物用无水乙醇和去离子水分别洗涤三次。

14、作为本发明所述制备方法的一种优选方案，其中：所述干燥，包括真空干燥，温度为60℃，干燥时间为20～24h。

15、本发明的再一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种制备方法制得的磷钼酸调控金属有机骨架cu-mof催化剂。

16、本发明的另一个目的是，克服现有技术中的不足，提供一种磷钼酸调控金属有机骨架cu-mof催化剂在电化学合成氨中的应用。

17、本发明有益效果：

18、(1)本发明提供一种磷钼酸调控金属有机骨架cu-mof催化剂的制备方法，磷钼酸调控金属有机骨架cu-mof制备的催化剂提升电催化合成氨性能，将磷钼酸和cu-mof这两种具有催化活性的物质结合，使其产生协同效应，促进了电催化合成氨的性能，从而使cu-mof的氨生成速率从9.28μgmg-1h-1提升至45.42μgmg-1h-1，由此证明通过磷钼酸盐调控可以提升cu-mof的催化活性。

19、(2)本发明可实现水热法制备不同磷钼酸(hpmo)含量调控的cu-mof-xhpmo催化剂，使其具有较高的电化学比表面积，有利于n2的还原；本发明优选硝酸铜与磷钼酸的摩尔比为1:1，制备的催化剂其氨生成速率相对较高，催化活性最佳。

技术特征：

1.一种磷钼酸调控金属有机骨架cu-mof催化剂的制备方法，其特征在于：包括，

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述无水乙醇与去离子水的体积比为1：1，硝酸铜与无水乙醇的质量体积比以g：ml计为1.098：30，1，3，5-苯三甲酸与无水乙醇的质量体积比以g：ml计为0.536：30。

3.如权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于：所述硝酸铜与磷钼酸的摩尔比为1：0.5～2.5。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于：所述硝酸铜与磷钼酸的摩尔比为1：1。

5.如权利要求1、2或4中任一所述的制备方法，其特征在于：所述超声处理，超声时间为30min，超声功率为100w。

6.如权利要求5所述的制备方法，其特征在于：所述加热反应，反应温度为120℃，反应时间为24h。

7.如权利要求6所述的制备方法，其特征在于：所述离心，还包括，将产物用无水乙醇和去离子水分别洗涤三次。

8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于：所述干燥，包括真空干燥，温度为60℃，干燥时间为20～24h。

9.权利要求1～8中任一所述的制备方法制得的磷钼酸调控金属有机骨架cu-mof催化剂。

10.如权利要求9所述的催化剂在电化学合成氨中的应用。

技术总结本发明公开了一种磷钼酸调控金属有机骨架Cu‑MOF催化剂的制备方法和产品及应用，包括，将硝酸铜、磷钼酸和1，3，5‑苯三甲酸加入无水乙醇和去离子水组成的溶剂中，超声处理均匀后，制得混合液；将混合液转移到聚四氟乙烯内衬的高压反应釜中，加热反应；反应结束后冷却至室温取出反应釜，并离心、洗涤，干燥后，得到催化剂。本发明提供一种磷钼酸调控Cu‑MOF催化剂的制备方法，磷钼酸调控Cu‑MOF制备的催化剂提升电催化合成氨性能，将磷钼酸和Cu‑MOF这两种具有催化活性的物质结合，使其产生协同效应，促进了电催化合成氨的性能。技术研发人员：银凤翔,施柳柳,李国儒受保护的技术使用者：常州大学技术研发日：技术公布日：2024/5/19