[发明专利]用于水和烃氧化的尖晶石催化剂

权利要求书

1.一种用于水分子的光电解的催化剂，所述催化剂包含催化基团，所述催化基团包含具有立方体M₄O₄核心的A_1-xB_2-yB'_yO₄尖晶石，其中A是Li或Na，B和B'独立地为任何过渡金属或主族金属，M是B、B’或这两者，x是0至1的数字，并且y是0至2的数字。

2.根据权利要求1所述的催化剂，其中B和B'独立地选自由Ti、V、Cr、Mn、Fe、Co、Ni、Cu和其组合组成的组。

3.根据权利要求1所述的催化剂，其中B和B'独立地选自Mn、Co和其组合组成的组。

4.根据权利要求1所述的催化剂，还包含支撑多个所述催化基团并且能够并入水分子的导电支撑基材，其中由所述支撑基材支撑的所述催化基团中的至少一些能够与并入至所述支撑基材的水分子发生催化性相互作用。

5.根据权利要求4所述的催化剂，其中

所述支撑基材具有疏水性区域和亲水性区域；

所述催化基团中的至少一些支撑在所述支撑基材的所述疏水性区域中并且所述水分子能够并入至所述基材的所述亲水性区域中；并且

支撑在所述疏水性区域中的所述催化基团中的至少一些能够与所述亲水性区域中的水分子发生催化性相互作用。

6.根据权利要求5所述的催化剂，其中所述疏水性区域由疏水性聚合物骨架形成。

7.根据权利要求5所述的催化剂，其中所述亲水性区域是可电离官能团的区域。

8.根据权利要求7所述的催化剂，其中所述可电离官能团是磺化的含氟聚合物。

9.根据权利要求5所述的催化剂，其还包括能够电化学地氧化所述催化基团从而辅助所述催化基团的再生的化学中继体系。

10.根据权利要求9所述的催化剂，其中所述化学中继是呈光活性染料形式的光电化学中继体系。

11.根据权利要求10所述的催化剂，其中所述光活性染料是钌多吡啶染料。

12.一种用于水的电解的光电阳极，其包含：

(1)电极基材；和

(2)用于水分子的光电解的催化剂，所述催化剂包括：

(a)包含具有立方体M₄O₄核心的A_1-xB_2-yB'_yO₄的催化基团，其中A是Li或Na，B和B'独立地为任何过渡金属或主族金属，M是B、B’或这两者，x是0至1的数字，并且y是0至2的数字；和

(b)支撑多个所述催化基团并且能够并入水分子的导电支撑基材，

其中由所述支撑基材支撑的所述催化基团中的至少一些能够与并入至所述支撑基材的水分子发生催化性相互作用。

13.根据权利要求12所述的光电阳极，其中B和B'独立地选自由Mn、Co和其组合组成的组。

14.根据权利要求13所述的光电阳极，其中在所述电极基材和所述催化剂之间存在多个层，所述层包含：

半导体；和

接触所述半导体且能够电化学地氧化所述催化基团从而辅助所述催化基团的再生的光电化学中继体系。