[发明专利]一种用于电催化析氧反应的卟啉铜配合物及其制备方法

摘要

本发明公开了一种用于电催化析氧反应的卟啉铜配合物及其制备方法，具体地公开了一种较低温度下简洁、高效、绿色并基于5,10,15,20‑四氰基苯基卟啉有机配体构筑的金属‑有机配合物、制备方法及其在电催化析氧反应中的应用。本发明所选用的原料为5,10,15,20‑四氰基苯基卟啉有机配体和三水合硝酸铜，得到的卟啉铜配合物化学式为[C₁₀₈Cu₂N₂₀O₄H_0.25]，单斜晶系，空间群为P2/a，晶胞参数为轴长轴角α＝90.00°，β＝93.8488(13)°，γ＝90.00°，晶胞体积为本发明的卟啉铜配合物在电催化析氧反应中显示出良好的催化性能，其在电流密度为10mA/cm²时的析氧过电位为1.66v(vs.RHE相对于可逆氢电极)。本方法工艺简单，只使用有机溶剂，且可回收使用无三废排放。

主权项

1.一种卟啉铜配合物在电催化析氧反应中的应用，所述卟啉铜配合物的制备方法，其步骤如下：(1)、将5,10,15,20‑四氰基苯基卟啉配体与三水合硝酸铜溶于N，N’二甲基甲酰胺溶液，形成均一相的混合溶液；配体与金属铜离子的摩尔用量的比例是1：5，在混合溶液中，配体的浓度是0.005~0.007 mmol / mL；(2)、调节所述混合溶液的pH值为5~7，然后置于聚四氟乙烯不锈钢反应釜中，60~100℃条件下保温800~1200分钟，得到所述的卟啉铜配合物；所述用于电催化析氧反应的卟啉铜配合物，其分子式为Cu(CNTCPP)，其中Cu为二价离子，CNTCPP为5,10,15,20‑四氰基苯基卟啉配体；配合物结构属于单斜晶系P2/a空间群，晶体的基本结构单元是由不对称单元通过对称操作得到，对称操作码为x, y, z、0.5‑x, y, ‑z、‑x, ‑y, ‑z、0.5+x, ‑y, z；不对称单元中由两个配体CNTCPP，两个铜离子Cu1和Cu2组成，Cu1和Cu2之间的距离是8.599 Å；CNTCPP配体中的四个氰根并没有参与配位；晶胞参数为轴长a= 15.3680(2) Å，b= 17.1634(2) Å，c= 33.5945(6) Å，轴角α= 90.00°，β= 93.8488(13)°，γ= 90.00°，晶胞体积为V=8841.2(2) Å3，Z=4。