1.金属卟啉配合物/碳复合材料在催化电解水产氢和产氧中的应用,具体使用方式是:以铁卟啉配合物/碳复合材料和钴卟啉配合物/碳复合材料分别作为催化剂负载在电极上,以负载铁卟啉配合物/碳复合材料的电极作为阴极,以负载钴卟啉配合物/碳复合材料的电极作为阳极,在1.0mol/L KOH溶液中进行电解水;
所述铁卟啉配合物/碳复合材料是将铁金属与叠氮卟啉配体配位形成的金属卟啉配合物,与修饰炔基的碳纳米管通过叠氮‑炔基环加成的方式共价连接形成;
所述钴卟啉配合物/碳复合材料是将钴金属与叠氮卟啉配体配位形成的金属卟啉配合物,与修饰炔基的碳纳米管通过叠氮‑炔基环加成的方式共价连接形成;
所述叠氮卟啉配体的结构式如下所示:
2.根据权利要求1所述的金属卟啉配合物/碳复合材料在催化电解水产氢和产氧中的应用,其特征在于,所述铁卟啉配合物/碳复合材料和钴卟啉配合物/碳复合材料由下述步骤制备得到:步骤1、制备金属卟啉配合物
将叠氮卟啉配体与金属前驱体、2,6‑二甲基吡啶加入N,N‑二甲基甲酰胺中,在氩气条件下50~160℃避光反应0.5~12h,反应完后分离纯化,得到结构式如下的金属卟啉配合物;
式中M代表Fe、Co中任意一种,对应的金属前驱体依次为氯化亚铁、乙酸钴;
步骤2、制备修饰炔基的碳纳米管
将碳纳米管、4‑乙炔基苯胺加入盐酸中,超声分散均匀,然后在0~5℃下加入亚硝酸钠水溶液超声分散均匀,再加入铁粉,超声1~1.5h;用过量的稀硫酸去除残留的铁粉,过滤洗涤、干燥,得到修饰炔基的碳纳米管;
步骤3、制备金属卟啉配合物/碳复合材料
将修饰炔基的碳纳米管和金属卟啉配合物加入N,N‑二甲基甲酰胺中,超声分散均匀,在70~90℃条件下搅拌10~12h,得到金属卟啉/碳复合材料,即得到铁卟啉配合物/碳复合材料或钴卟啉配合物/碳复合材料。
3.根据权利要求2所述的金属卟啉配合物/碳复合材料在催化电解水产氢和产氧中的应用,其特征在于:步骤1中,所述叠氮卟啉配体与金属前驱体、2,6‑二甲基吡啶的摩尔比为
1:10~12:0.15~0.20。
4.根据权利要求2所述的金属卟啉配合物/碳复合材料在催化电解水产氢和产氧中的应用,其特征在于:步骤2中,所述4‑乙炔基苯胺与亚硝酸钠的摩尔比为1:1~1.2,碳纳米管与4‑乙炔基苯胺的质量比为1:8~12。
5.根据权利要求2所述的金属卟啉配合物/碳复合材料在催化电解水产氢和产氧中的应用,其特征在于:步骤3中,所述修饰炔基的碳纳米管和金属卟啉配合物的质量比为1:1~
1.2。