[发明专利]一种用于电催化还原硝基苯的复合电催化剂

权利要求书

1.一种应用于电催化还原硝基苯的氧化石墨烯@聚合金属卟啉的核壳型复合纳米催化剂的制备方法，其特征包括以下步骤：(1)将氧化石墨烯(GO)加入到二氯亚砜中超声分散溶解，再加入N,N-二甲基甲酰胺，氮气保护下搅拌回流，抽滤，干燥，得到酰氯化石墨烯；(2)将制备好的酰氯化石墨烯放入N,N-二甲基甲酰胺中超声分散溶解，再加入5,10,15,20-四(4-氨基苯基)锰卟啉(MnTAPP)和无水三乙胺，缓慢升温到一定温度，氮气保护下反应，结束后冷却至室温，加入无水乙醚，静置沉淀，过滤，干燥，得到氧化石墨烯接枝固载的锰卟啉复合物(GO-MnTAPP)；(3)将GO-MnTAPP和对二溴苯加入到铜盐催化体系中，氮气保护下再加入1,4-二氧六环，加热回流，反应结束后冷却至室温，过滤，洗涤，干燥，得到核壳型包覆结构的氧化石墨烯@聚合金属卟啉复合纳米催化剂(GMPP@AMP)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(2)的N,N-二甲基甲酰胺使用前要先进行无水处理；酰氯化石墨烯和5,10,15,20-四(4-氨基苯基)锰卟啉的物质的量之比为(0.5-1):1；反应温度为100-160℃，反应时间为24-84h。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(3)的GO-MnTAPP和对二溴苯的物质的量之比为(0.1-0.2):1；反应温度为80-120℃，反应时间为20-30h。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(3)的铜盐催化体系中包括铜盐、配体、溶剂和碱性物质；铜盐是指碘化亚铜、溴化亚铜、氯化亚铜等铜盐的单组分或多组分混合物；配体是指N，N-二甲基甘氨酸、甘氨酸、乙二胺、乙二醇和2,2'-联吡啶的单组分或多组分混合物；溶剂是指1,4-二氧六环、二氯甲烷、甲苯和N,N-二甲基甲酰胺的单组分或多组分混合物；碱性物质是指碳酸钾、磷酸钾、氢氧化钠和氢化钠的单组分或多组分混合物；铜盐摩尔比例3％-8％，配体摩尔比例18％-24％，碱性物质摩尔比例20％-25％。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述(3)的反应体系要求无氧无水；该反应中，吸附并固载于氧化石墨烯表面的5,10,15,20-四(4-氨基苯基)锰卟啉，在催化剂的作用下，通过对二溴苯的桥联作用，聚合成了一层多孔薄膜，形成了核壳型包覆结构的氧化石墨烯@聚合金属卟啉复合纳米催化材料。

6.根据权利要求1所述方法制得的氧化石墨烯@聚合金属卟啉复合纳米催化材料，其特征在于，应用于电催化还原硝基苯时，由于氧化石墨烯与聚合金属卟啉薄膜的协同催化作用，相比于氧化石墨烯修饰的玻碳电极，氧化石墨烯@金属卟啉复合纳米材料修饰的玻碳电极的还原电位正移了50mV以上，展现出了更正的还原电位，并且还原电流响应更加灵敏，性质更加稳定，催化还原硝基苯的性能更加优越，在环境中微量硝基苯的电化学检测中具有很大的应用价值。