一種離子液體催化劑及其制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種離子液體催化劑及其制備方法，所述離子液體催化劑的化學(xué)式如式（Ⅰ）所示，其制備方法為：（1）通過氰乙基咪唑與氯代二乙二醇甲醚的親電加成制備中間產(chǎn)物1-氰乙基-3-(3,6-二氧庚基)咪唑氯鹽；（2）通過1-氰乙基-3-(3,6-二氧庚基)咪唑氯鹽與四氰合硼酸鉀的復(fù)分解反應(yīng)，制得本發(fā)明的離子液體催化劑。本發(fā)明的離子液體催化劑可用于CO2電催化還原制備甲醇，具有過電位低、選擇性高的特點(diǎn)。（Ⅰ）
【專利說明】一種離子液體催化劑及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種催化劑及其制備方法，具體涉及一種離子液體催化劑及其制備方法，屬于新型催化材料及其制備【技術(shù)領(lǐng)域】。
【背景技術(shù)】
[0002]發(fā)展是我國永恒的主題，可持續(xù)發(fā)展是我國致力謀求的目標(biāo)。化石能源作為動(dòng)力推動(dòng)著我國經(jīng)濟(jì)和社會(huì)的高速發(fā)展，已成為現(xiàn)代社會(huì)發(fā)展不可或缺的基本因素?；茉丛谕苿?dòng)經(jīng)濟(jì)社會(huì)發(fā)展的同時(shí)，也會(huì)產(chǎn)生大量的溫室氣體，特別是二氧化碳(CO2)。隨著煤炭、石油等化石能源消費(fèi)的不斷增加，溫室氣體排放加劇所引發(fā)的“氣候變暖”、“生態(tài)系統(tǒng)惡化”等問題正嚴(yán)重威脅著我國的生存與發(fā)展。作為最大的發(fā)展中國家，我國正處在需要消耗大量不可再生的化石能源來支撐經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展的階段，能源消費(fèi)的持續(xù)增長導(dǎo)致CO2排放加劇，并成為了世界第二大能源消費(fèi)國和第一大碳排放國。在能源消費(fèi)與碳排放雙重約束下如何實(shí)現(xiàn)我國經(jīng)濟(jì)社會(huì)又好又快可持續(xù)發(fā)展是一個(gè)急需解決的問題。
[0003]通過人工光合作用，將CO2轉(zhuǎn)化為可再生能源甲醇是解決當(dāng)前化石能源枯竭、溫室效應(yīng)等能源與環(huán)境危機(jī)的一種有效途徑。但到目前為止，作為人工光合作用的一個(gè)關(guān)鍵步驟一 CO2的電化學(xué)還原過程卻一直受到高過電位的阻礙，過電位是驅(qū)動(dòng)還原過程所必須的，聞過電位意味著聞能耗。
[0004]近年來，離子液體型催化劑受到人們的關(guān)注。離子液體是一種低溫熔融鹽，在低于100°C條件下，完全由陰離子和陽離子構(gòu)成的液體，具有熱穩(wěn)定高、催化性能優(yōu)良、化學(xué)穩(wěn)定性聞等諸多優(yōu)點(diǎn)。
[0005]針對(duì)CO2電化學(xué)還原轉(zhuǎn)化為甲醇過程中存在的問題，開發(fā)一種過電位低、選擇性高的新型離子液體催化劑是十分必要的。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的目的在于提供一種離子液體催化劑，該催化劑用于CO2電化學(xué)還原轉(zhuǎn)化為甲醇具有過電位低、選擇性高的特點(diǎn)，為此本發(fā)明同時(shí)提供這類催化劑的制備方法。
[0007]本發(fā)明是這樣來實(shí)現(xiàn)的，其特征是化學(xué)式結(jié)構(gòu)如下:
【權(quán)利要求】
1.一種離子液體催化劑，其特征是化學(xué)式結(jié)構(gòu)如下:
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的離子液體催化劑的制備方法，其特征是方法步驟如下: Cl)向反應(yīng)釜中加入1.2摩爾份1-氰乙基咪唑和1.0摩爾份2-氯二乙二醇甲醚，室溫?cái)嚢?0分鐘，以10°C /分鐘的速度升溫至80°C，恒溫80°C攪拌反應(yīng)24-36小時(shí)，降至室溫，用環(huán)己烷萃取除去過量的1-氰乙基咪唑及未反應(yīng)的2-氯二乙二醇甲醚，60°C真空干燥24小時(shí)，得中間產(chǎn)物1-氰乙基-3-(3，6-二氧庚基)咪唑氯鹽； (2)將1.0摩爾份1-氰乙基-3-(3，6- 二氧庚基)咪唑氯鹽和1.5摩爾份四氰合硼酸鉀及等體積丙酮加入反應(yīng)釜中，25°C攪拌反應(yīng)48小時(shí)，過濾，濾液在70°C真空干燥24小時(shí)除丙酮，得本發(fā)明的離子液體催化劑。
【文檔編號(hào)】C25B11/06GK104001540SQ201410048822
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年2月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年2月12日
【發(fā)明者】徐海濤, 徐玉韜, 歐陽偉, 周強(qiáng), 魏壯壯 申請人:南昌航空大學(xué)