泡沫镍负载CuxSy的催化剂的制备方法及其用于电催化氧化四氢异喹啉半脱氢的用途

本发明属于电催化材料，涉及一种泡沫镍负载cuxsy的催化剂的制备方法及其用于电催化氧化四氢异喹啉半脱氢的用途。

背景技术：

1、新能源和能源转移技术的开发和应用可以在很大程度上解决日益严重的环境污染和日益增长的能源需求问题。在众多方法中，电解水作为一种有前途的可再生清洁能源技术受到了广泛关注。电解水的化学反应可分为两个半反应，即析氢反应(her)和析氧反应(oer)。然而，在电子传递过程中，析氧反应(oer)是一个缓慢的动力学过程，这可能会大大增加水电解的能耗，从而阻碍反应的整体效率，且阳极产物氧气价值较低，并且存在爆炸的风险。为了加快反应速度，提高能量转换效率，我们选择了电位更低的阳极替代反应。

2、热力学上更有利的生物质电氧化作为传统水氧化的替代方案引起了人们的兴趣。甲醇、乙二醇、甘油、葡萄糖等生物质衍生物是理想的丰富的绿色可再生能源，也是优良的电子供体。四氢异喹啉thiqs被广泛应用于医药领域，其半氧化产物二氢异喹啉更是被用于治疗肿瘤一类的难症，经济价值突出。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，解决上述问题。提供了一种原料丰富，价格低廉且制备工艺简单的泡沫镍负载cuxsy的催化剂，以及用于四氢异喹啉选择性脱氢的应用。

2、本发明通过以下详细的技术方案来实现上述目的：

3、一种泡沫镍负载cuxsy的催化剂的制备方法，步骤如下：

4、将一水合乙酸铜和硫脲溶解在去离子水中，超声混匀，然后将混合溶液放入干净的特氟龙高压釜中，再放置泡沫镍，高温反应后，用去离子水和乙醇依次清洗，真空干燥，得到最终样品泡沫镍负载cuxsy的催化剂，即cuxsy/nf催化剂。

5、其中，一水合乙酸铜和硫脲中，cu与s元素摩尔比1.5:1～3:1；混合溶液中，乙酸铜的浓度为0.04-0.09m。

6、其中，高温反应的温度为160-180℃，时间为17～20h；

7、其中，真空干燥的温度为60℃，时间为10小时；

8、其中，cuxsy/nf中x:y在1.4-2.0之间。

9、上述方法制备的泡沫镍负载cuxsy的催化剂，呈现出纳米微球的形态，其中，cuxsy很好地分散附着在泡沫镍骨架的表面，cuxsy微球平均直径为30-40nm。

10、将上述方法制备的泡沫镍负载cuxsy的催化剂用于催化四氢异喹啉半氧化为二氢异喹啉的电催化的应用。

11、本发明的有益效果为：

12、(1)本发明采用一步法合成，步骤简单、操作方便、成本低。

13、(2)作为催化材料，其更有价值的特色在于耦合了析氢反应以及对四氢异喹啉的选择性催化，极大促进了产氢效率，同时，对四氢异喹啉的选择性催化会产生可观的经济效益。大多数对四氢异喹啉的催化都是将其彻底氧化为完全脱氢产物异喹啉，而对半脱氢高选择性催化生成二氢异喹啉的催化剂难度较高且报道较少。其优异性能表现为具有较高的选择性以及较低的过电位。通过本发明方法制备得到的纳米微球状电催化剂，具备非常优异选择性，可达到90％以上，并且制备方法仅有一步，及其简便，容易规模化制备。

技术特征：

1.泡沫镍负载cuxsy的催化剂的制备方法，其特征在于，步骤如下：

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，一水合乙酸铜和硫脲中，cu与s元素摩尔比1.5:1～3:1；混合溶液中，乙酸铜的浓度为0.04-0.09m。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，高温反应的温度为160-180℃，时间为17～20h。

4.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，真空干燥的温度为60℃，时间为10小时。

5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，cuxsy/nf中x:y在1.4-2.0之间。

6.如权利要求1～5任一项所述制备方法制得的泡沫镍负载cuxsy的催化剂，其特征在于，呈现出纳米微球的形态，其中，cuxsy很好地分散附着在泡沫镍骨架的表面，cuxsy微球平均直径为30-40nm。

7.将权利要求6所述的泡沫镍负载cuxsy的催化剂用于催化四氢异喹啉半氧化为二氢异喹啉的电催化的应用。

技术总结
本发明属于电催化材料技术领域，公开了泡沫镍负载Cu<subgt;x</subgt;S<subgt;y</subgt;的催化剂的制备方法及其用于电催化氧化四氢异喹啉半脱氢的用途。该催化剂是以简单的水热方法成功地制备了泡沫镍负载Cu<subgt;x</subgt;S<subgt;y</subgt;的纳米片复合材料。这一催化剂在对四氢异喹啉的选择性半脱氢中表现出优异的选择催化性能。该发现将为四氢异喹啉的选择性脱氢及水分解阳极替代反应的先进电催化剂的设计提供新的见解。

技术研发人员：张蓉仙,张逸洲,孙文韬,刘杏荣,张琪,苏海·汉姆顿,史宏,刘丹容
受保护的技术使用者：江苏大学
技术研发日：
技术公布日：2024/2/21