本发明属于催化。具体涉及一种so42--ni3s2-niooh催化剂电极、制备方法及其在糠醛催化氧化中的应用。
背景技术：
1、利用可再生能源(如风能、太阳能和潮汐能等)驱动水分解制氢(h2)是解决化石燃料持续使用所带来的环境和能源挑战的一种有希望的解决方案。然而，阳极析氧反应(oer)缓慢的四电子转移导致了高能量消耗，在水分解过程中消耗了总能量的95％。用亲核试剂(如羟基、醛类、胺类和醇类等)的氧化反应(nor)代替oer，可以降低能耗并产生增值化学品。nor被认为是oer最有希望的替代方案，受到了广泛关注。亲核试剂(如甘油、葡萄糖、尿素、胺、水合肼等)的氧化过程是一个复杂的过程，涉及质子偶联电子转移(pcet)过程、水合过程、分子内重排等，其中pcet过程是关键步骤。然而，通过调节pcet过程中的脱氢步骤来提高nor性能仍然是一个挑战。
2、目前，已经报道了各种方法(引入诱导氧亲和元素、构建异质结构、嵌入方法、掺杂、氧晶格错配和构建空位等)通过提高费米能级和拓宽d带宽度来提高nor性能。然而，由于nor和oer具有相似的活性中心，活性中心在催化剂表面的积累会提高oer的性能，从而形成竞争反应，使得在nor电催化中具有很好应用前景的镍基催化剂也受到了很大的局限。镍基催化剂在nor性能提升中的瓶颈使催化剂的脱质子动力学速率和亲核试剂的脱氢氧化动力学速率不能有效匹配。基于上述挑战，本发明设计了一种新型催化剂，该催化剂使形成了高效的匹配协同，在nor过程中形成了快速的动态平衡。
技术实现思路
1、为了解决上述问题，本发明提供了一种so42--ni3s2-niooh催化剂电极、制备方法及其在糠醛氧化中的应用。该催化剂在nor过程中使形成了高效的匹配协同，并形成快速的动态平衡。该催化电极在电催化作用下能够快速将糠醛氧化为重要的有机中间体糠酸，效率高、选择性好。
2、本发明是通过以下技术方案实现的
3、首先，本发明提供一种so42--ni3s2-niooh催化剂电极，该电极包括：
4、载体泡沫镍；
5、负载于载体上的单层异质结构so42--ni3s2-niooh。
6、本发明还提供了上述so42--ni3s2-niooh催化剂电极的制备方法，该方法包括以下步骤：
7、(1)将六水硝酸镍、硫代氨基脲和尿素配置为溶液混合均匀后置于高压反应釜中；向高压反应釜中浸取泡沫镍，进行水热反应，反应完成后冷却、洗涤、干燥得到前驱体ni3s2；
8、(2)将步骤(1)所得前驱体ni3s2置于三电极体系中进行电解反应，反应完成即得到催化剂电极so42--ni3s2-niooh。
9、进一步地，步骤(1)所述六水硝酸镍、硫代氨基脲和尿素的物质的量比为1～3：1～3：1～3；
10、和/或配置溶液的溶剂优选为去离子水。
11、进一步地，步骤(1)所述水热反应的温度为120～200℃、反应时间为9～14h。
12、进一步地，步骤(2)所述的电解反应中电压为1.4～1.8v，电解时间为5～60min。
13、进一步地，步骤(1)所述干燥的温度为50～70℃、干燥时间为4～8h。
14、进一步地，步骤(2)所述的三电极具体为：工作电极：ni3s2催化电极；对电极：石墨棒；参比电极：ag/agcl电极。
15、进一步地，步骤(1)所述泡沫镍在浸取前采用丙酮、盐酸及去离子水进行超声波处理；和/或所述盐酸的浓度为3m；
16、和/或所述的超声处理时间均为10min。
17、本发明还提供了上述的催化剂电极在电氧化糠醛产生呋喃酸中的应用。该催化剂电极电解催化氧化糠醛具有很好的选择性，糠醛氧化所得糠醛产率高，反应的循环稳定性很好。从而解决了现有技术中存在的问题，为有效提高亲核试剂在电催化氧化中的性能提供了催化剂构建策略，具有很好的应用前景。所得糠酸是有机合成的重要中间体，具有很好的经济效益。
18、本发明具有以下积极有益效果
19、本发明制备的催化剂电极在亲核试剂的氧化反应(nor)中具有很好的反应速率及选择性，在过程中能够使快速达到平衡，即形成快速的动态平衡，避免了镍基催化剂表面形成nor与oer的竞争反应，突破了镍基催化剂在nor中的应用瓶颈。
20、该催化剂制备方法简单易行，没有有毒物质的应用及产生，成本低、产率高、副产物少，且所得催化剂电极具有很好的应用价值。
1.一种催化剂电极的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述六水硝酸镍、硫代氨基脲和尿素的物质的量比为1～3：1～3：1～3；
3.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述水热反应的温度为120～200℃、反应时间为9～14h。
4.根据权利要求1或2所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的电解反应中电压为1.4～1.8v，电解时间为5～60min。
5.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述干燥的温度为50～70℃、干燥时间为4～8h。
6.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(2)所述的三电极分别为：工作电极：ni3s2催化电极；对电极：石墨棒；参比电极：ag/agcl电极。
7.根据权利要求1～4任一项所述的制备方法，其特征在于，步骤(1)所述泡沫镍在浸取前依次采用丙酮、盐酸及去离子水进行超声波处理；
8.一种由权利要求1～7任一项制备方法制备得到的催化剂电极，其特征在于，该电极包括载体泡沫镍；
9.权利要求1～8任一项所述的催化剂电极在电氧化糠醛中的应用。
