CN112209356A - 一种类p2o5结构材料及其制备方法和应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种类P2O5结构材料及其制备方法和应用，所述类P2O5结构材料的制备方法为：以磷酸胍和聚乙烯吡咯烷酮为前驱体，聚乙烯吡咯烷酮热解产生的气体与磷酸胍在高温下反应，即可得到所述的类P2O5结构材料。本发明制备的类P2O5结构材料，作为新的氮磷（NP）材料首次应用于电化学选择性氧还原产双氧水行业，并且经过旋转环盘电极和H型电解槽设备的检测发现在电催化生产双氧水中，具有良好的选择性和产量，利于进一步工业化电催化制双氧水的应用。

Description

一种类P2O5结构材料及其制备方法和应用
技术领域
本发明属于材料制备与应用技术领域，具体涉及一种类P2O5结构材料及其制备方法和应用。
背景技术
双氧水（过氧化氢）是一种重要的化学物质，在工业、医药、环保、军工、食品和环境等领域有着广泛的应用。他既有氧化性又有还原性并且使用后无二次污染，被定义为绿色化工产品。目前工业上大规模生产双氧水的最成熟的方法是蒽醌法，但蒽醌法不仅步骤繁琐，还会用到一些有机溶剂，对环境造成二次污染，因此寻找一种绿色高效的方法生产双氧水迫在眉睫。
在电化学氧还原的反应（ORR）中，有两种反应途径：
Figure DEST_PATH_IMAGE002
即反应转移4e-途径产生H2O（式1）和反应转移2e-途径产生H2O2（式2），而催化剂的选择性是决定反应途径的关键因素之一。因此，选用一种合适的催化剂可以促进氧气还原反应的2e-途径，产生并积累大量H2O2，达到小规模高效绿色生产双氧水的目的。
目前电催化氧化还原反应的高效催化剂，大部分都是选择4e-途径；只有贵金属及其合金、单原子催化剂、碳基材料、金属配合物等可以催化选择2e-途径，却价格昂贵，并且要精确控制催化剂的结构等，制备条件苛刻。因此其他的一些新型材料亟需探索研究，而一种氮磷（NP）材料由于其独特的电子可调性和改变反应中间体的吸附能等性质，可以用来选择性氧还原双氧水反应。
众所周知P2O5因其具有强烈的吸湿性无法应用于电化学，但是其结构可以模仿，因此探索具有P2O5结构的NP材料成为可能。模拟P2O5结构制备出类似的NP材料可以充分发挥NP材料的优势，也是一种新型的NP材料，其并不规定元素组成全为N和P元素，允许其他元素存在，但结构必须和P2O5类似，并且在电化学氧还原领域存在极大的应用前景。
发明内容
针对现有技术存在的上述技术问题，本发明的目的在于提供一种类P2O5结构材料及其制备方法和应用。
所述的一种类P2O5结构材料的制备方法，其特征在于以磷酸胍和聚乙烯吡咯烷酮为前驱体，聚乙烯吡咯烷酮热解产生的气体与磷酸胍在高温下反应，即可得到所述的类P2O5结构材料。
所述的一种类P2O5结构材料的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：
1）以磷酸胍和聚乙烯吡咯烷酮原料为前驱体，分别充分研磨后置于两个坩埚中；
2）将两个带有前驱体的坩埚置于管式炉中，且盛有聚乙烯吡咯烷酮前驱体的坩埚，放置于盛有磷酸胍前驱体的坩埚的上游；在通入N2的气氛下高温煅烧，煅烧结束后自然冷却至室温，取出磷酸胍坩埚中的产物并进行研磨，即制得所述的类P2O5结构材料。
所述的一种类P2O5结构材料的制备方法，其特征在于步骤2）置于管式炉内的两种前驱体中，磷酸胍和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:0.5~2，优选为1:1。
所述的一种类P2O5结构材料的制备方法，其特征在于步骤2）中，进行高温煅烧的过程为：以1~5℃/min的升温速率从室温升温至500~900℃，然后恒温保持2~5h，随后自然冷却。
所述的一种类P2O5结构材料的制备方法，其特征在于高温煅烧的具体过程为：以2~3℃/min的升温速率从室温升温至700-800℃，然后恒温保持3~4h，随后自然冷却。
按照上述方法制备的类P2O5结构材料。
所述的类P2O5结构材料在电催化制备双氧水中的应用。
所述的类P2O5结构材料在电催化制备双氧水中的应用，其特征在于以电化学工作站作为电化学发生装置，采用三电极测量体系，将所述类P2O5结构材料涂覆在碳布上作为工作电极，以铂丝作为对电极，饱和甘汞作为参比电极，以KOH水溶液作为电解液，进行电化学氧还原反应，生产双氧水产品。
所述的类P2O5结构材料在电催化制备双氧水中的应用，其特征在于KOH水溶液的浓度为0.05-0.2mol/L，优选为0.1mol/L。
所述的类P2O5结构材料在电催化制备双氧水中的应用，其特征在于所述工作电极的制备方法为：将类P2O5结构材料加入nafion溶液和无水乙醇的混合液中，超声分散均匀后，将分散液均匀滴涂在碳布上，最后烘干即得到对应的工作电极。
与现有技术相比，本发明具有以下优势：
1）本发明以聚乙烯吡咯烷酮和磷酸胍为前驱体，在高温氮气保护气氛下直接进行热解作用，一步法制备具有高活性电催化产双氧水的非金属催化剂，利于进一步探究其工业化应用。
2）本发明以聚乙烯吡咯烷酮和磷酸胍为前驱体，在高温氮气保护气氛下直接进行热解作用，创新的制备出了氮磷材料。通过有机元素分析（EA）和电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）两者结合测试，可发现本发明热解产生的氮磷材料中，除了氮和磷元素，还存在氧元素，除此之外发现其中含量微量的碳和氢元素。即是与传统的非金属材料相比，本发明制备出的氮磷材料具有类似P2O5的结构。本发明的类P2O5结构材料用于电催化产双氧水的研究，氧还原反应的转移电子数2.06，与反应转移2e-途径的理论值相接近，这表明本发明的类P2O5结构材料在电化学氧还原反应制备双氧水的生产中具有较好的催化活性。
3）本发明制备的类P2O5结构材料，作为新的氮磷（NP）材料首次应用于电化学选择性氧还原产双氧水行业，并且经过旋转环盘电极和H型电解槽设备的检测发现在电催化生产双氧水中，具有良好的选择性和产量，利于进一步工业化电催化制双氧水的应用。
附图说明
图1a为实施例1制得的类P2O5结构材料在5μm及2μm下的SEM图；
图1b为实施例2制得的类P2O5结构材料在5μm及2μm下的SEM图；
图1c为实施例3制得的类P2O5结构材料在5μm及2μm下的SEM图；
图1d为实施例4制得的类P2O5结构材料在5μm及2μm下的SEM图；
图1e为实施例5制得的类P2O5结构材料在5μm及2μm下的SEM图；
图2为本发明实施例1~5制得的类P2O5结构材料在电催化产双氧水应用中的线性扫描伏安法（LSV）图。
图3为本发明实施例1~5制得的类P2O5结构材料在旋转环盘电极测试中对双氧水选择性情况汇总图。
图4为本发明实施例1~5制得的类P2O5结构材料在H型电解槽中测试电催化产双氧水的产量性能图。
图5为本发明实施例4制得的类P2O5结构材料在电催化产双氧水应用中的寿命测试（i-t）结果图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作进一步说明，但本发明的保护范围并不限于此。
实施例1：一种用于电催化产双氧水的类P2O5材料（P2(NXO5-X)-500）制备方法：
准确称取1.0g的磷酸胍和1.0g的聚乙烯吡咯烷酮原料，分别充分研磨后置于两个坩埚中。将两个带有前驱体的坩埚置于管式炉中，且盛有聚乙烯吡咯烷酮前驱体的坩埚，放置于盛有磷酸胍前驱体的坩埚的上游。在通入N2气氛下以2oC/min的升温速率从室温升温至500oC后，恒温煅烧3h，然后自然冷却至室温，取出磷酸胍坩埚中产物，研磨即可制得类P2O5结构材料，将其标记为P2(NXO5-X)-500。所述P2(NXO5-X)-500材料在5μm及2μm下的SEM图如图1a所示。
实施例2：一种用于电催化产双氧水的类P2O5材料（P2(NXO5-X)-600）制备方法：
准确称取1.0g的磷酸胍和1.0g的聚乙烯吡咯烷酮原料，分别充分研磨后置于两个坩埚中。将两个带有前驱体的坩埚置于管式炉中，且盛有聚乙烯吡咯烷酮前驱体的坩埚，放置于盛有磷酸胍前驱体的坩埚的上游。在通入N2气氛下以2oC/min的升温速率从室温升温至600oC后，恒温煅烧3h，然后自然冷却至室温，取出磷酸胍坩埚中产物，研磨即可制得类P2O5结构材料，将其标记为P2(NXO5-X)-600。所述P2(NXO5-X)-600材料在5μm及2μm下的SEM图如图1b所示。
实施例3：一种用于电催化产双氧水的类P2O5材料（P2(NXO5-X)-700）制备方法：
准确称取1.0g的磷酸胍和1.0g的聚乙烯吡咯烷酮原料，分别充分研磨后置于两个坩埚中。将两个带有前驱体的坩埚置于管式炉中，且盛有聚乙烯吡咯烷酮前驱体的坩埚，放置于盛有磷酸胍前驱体的坩埚的上游。在通入N2气氛下以2oC/min的升温速率从室温升温至700oC后，恒温煅烧3h，然后自然冷却至室温，取出磷酸胍坩埚中产物，研磨即可制得类P2O5结构材料，将其标记为P2(NXO5-X)-700。所述P2(NXO5-X)-700材料在5μm及2μm下的SEM图如图1c所示。
实施例4：一种用于电催化产双氧水的类P2O5材料（P2(NXO5-X)-800）制备方法：
准确称取1.0g的磷酸胍和1.0g的聚乙烯吡咯烷酮原料，分别充分研磨后置于两个坩埚中。将两个带有前驱体的坩埚置于管式炉中，且盛有聚乙烯吡咯烷酮前驱体的坩埚，放置于盛有磷酸胍前驱体的坩埚的上游。在N2气氛下以2oC/min的升温速率从室温升温至800oC后，恒温煅烧3h，然后自然冷却至室温，取出磷酸胍坩埚中产物，研磨即可制得类P2O5结构材料，将其标记为P2(NXO5-X)-800。所述P2(NXO5-X)-800材料在5μm及2μm下的SEM图如图1d所示。
实施例5：一种用于电催化产双氧水的类P2O5材料（P2(NXO5-X)-900）制备方法：
准确称取1.0g的磷酸胍和1.0g的聚乙烯吡咯烷酮原料，分别充分研磨后置于两个坩埚中。将两个带有前驱体的坩埚置于管式炉中，且盛有聚乙烯吡咯烷酮前驱体的坩埚，放置于盛有磷酸胍前驱体的坩埚的上游。在通入N2气氛下以2oC/min的升温速率从室温升温至900oC后，恒温煅烧3h，然后自然冷却至室温，取出磷酸胍坩埚中产物，研磨即可制得类P2O5结构材料，将其标记为P2(NXO5-X)-900。所述P2(NXO5-X)-900材料在5μm及2μm下的SEM图如图1e所示。
从图1a~1e可以看出，实施例1-5制备的类P2O5结构材料均呈现出纳米碗状结构，且纳米碗的大小不一，碗壁是纳米级别，而且纳米碗的内部还存在不同大小的孔洞结构。实施例1制得类P2O5结构材料微观结构的纳米碗较为平滑，内部基本上没有孔洞存在，随着高温煅烧的温度升高，即从实施例1到实施例5，纳米碗内部的孔洞逐渐增加，直到实施例5制备出了非常多孔洞的类P2O5结构材料。可以推测其内部的孔洞可能有利于反应产物即时排除，提高双氧水的选择性和产量，但是实施例5由于过多的孔洞导致整个纳米碗机构不复存在，也就是说减弱了原料的吸附，导致其性能不佳。
对本发明实施例1~5制备的类P2O5结构材料，通过有机元素分析（EA）和电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）两者结合测试，测试结果汇总于表1。
Figure DEST_PATH_IMAGE004
表1汇总了实施例1~5制得的材料有机元素分析（EA）和电感耦合等离子体发射光谱仪（ICP-OES）测试结果。可以发现排除C和H的含量，剩余的P、N和O的比例都比较接近摩尔比：mol(P): mol(N+O)=2:5。和P2O5中的P和O比例一致，证明其确实是类P2O5结构材料。而实施例4制得的材料中P，N，O元素含量的摩尔比约为2:3:2，将N和O元素比例合并刚好为5，符合P2O5的P和O比例（2:5），可得其是类P2O5结构的新型NP材料。
实施例6：
分别验证实施例1~5制备得到的类P2O5结构材料的电催化性能：
分别以实施例1~5的类P2O5结构材料作为催化剂，制备催化剂浆液：分别取实施例1~5的类P2O5结构材料4.0mg、100μL杜邦5%的nafion溶液和900μL无水乙醇，超声30min分散均匀，分别得到利用实施例1~5的类P2O5结构材料制备的相应的催化剂浆液。
双氧水的选择性测试采用线性扫描伏安法（LSV）：将5μL催化剂浆液涂在旋转环盘电极的圆形玻碳区域，干燥后形成工作电极。采用电化学工作站作为电化学发生装置，以涂覆有催化剂的旋转环盘电极作为工作电极，铂丝作为对电极，饱和甘汞作为参比电极，其中铂环端的电压Ering=1.3 VRHE（铂环端的电压Ering是用旋转环盘电极测试时必须设置的一个参数，铂环设置的电压设置原则为能够氧化反应产生H2O2，但是不能氧化溶液中存在的H2O，从而能够测试出H2O2氧化的电流，反应出其生产H2O2的选择性）。以0.1M的KOH水溶液作为电解液，并在电解液中持续通入氧气（氧气流量60mL/min），选择性氧还原测试电压范围为0.0~1.0 VRHE，扫速速率为10 mV/s。在测试过程中，分别以实施例1~5的类P2O5结构材料作为催化剂时，选择性氧还原的线性扫描伏安图如图2所示，且对双氧水选择性情况结果如图3所示。根据图3的结果，选择在特定电压0.4V条件下，相应的选择性氧还原的选择性和转移电子数结果汇总于表2。
采用H型电解槽装置（测试双氧水的产量）：将5μL催化剂浆液涂覆在大小为1x1cm2的碳布上，在红外烘灯中烘干5min即得到相应的工作电极（涂覆有催化剂的碳布电极）。以H型电解槽为反应器，阴极槽和阳极槽用质子交换膜隔开，阴极和阳极的电解液都是0.1MKOH溶液，对阴极液进行1500r/min的搅拌，整个反应处于室温下，阴极槽持续通入60mL/min的氧气。以上述制备的碳布电极为工作电极，置于阴极槽中，铂片为对电极，置于阳极槽中，饱和甘汞作为参比电极，同样也置于阴极槽中。反应保持电压在-0.3VRHE，反应时间为3h。反应过程中对阴极反应液取样进行分析，在测试过程中，分别以实施例1~5的类P2O5结构材料作为催化剂时，不同反应时间下相应的阴极反应液中的双氧水浓度结果如图4所示。
根据图2~4可以看出：本发明实施例1~5制备的类P2O5结构材料在电催化产双氧水中具有良好的性能，选择性能达到96.68%，对应的转移电子数为2.06，电催化反应3h时，实施例4催化剂下的双氧水产量最高为849mg/L。
根据以上反应结果，可以看出本发明的类P2O5结构材料在电催化产双氧水中具有良好的性能，这可能是因为：类P2O5结构材料中O被N取代后，由于N的电负性比O小，导致材料中与N相连的P原子上会带有更多的电子，这样的改变有利于H2O的解离，产生反应所需的H+，同时也能调节改材料对产H2O2反应中间体*OOH的吸附能力，调整吸附能力从而更容易产生产物H2O2。
对比例1：一种用于电催化产双氧水的类P2O5材料（P2(NXO5-X)-500-1）制备方法：
准确称取1.0g的磷酸胍和0.5g的聚乙烯吡咯烷酮原料，分别充分研磨后置于两个坩埚中。将两个带有前驱体的坩埚置于管式炉中，且盛有聚乙烯吡咯烷酮前驱体的坩埚，放置于盛有磷酸胍前驱体的坩埚的上游。在通入N2气氛下以1oC/min的升温速率从室温升温至500oC后，恒温煅烧2h，然后自然冷却至室温，取出磷酸胍坩埚中产物，研磨即可制得类P2O5结构材料，将其标记为P2(NXO5-X)-500-1。
对比例2：一种用于电催化产双氧水的类P2O5材料（P2(NXO5-X)-600-2）制备方法：
准确称取1.0g的磷酸胍和0.5g的聚乙烯吡咯烷酮原料，分别充分研磨后置于两个坩埚中。将两个带有前驱体的坩埚置于管式炉中，且盛有聚乙烯吡咯烷酮前驱体的坩埚，放置于盛有磷酸胍前驱体的坩埚的上游。在通入N2气氛下以3oC/min的升温速率从室温升温至600oC后，恒温煅烧2h，然后自然冷却至室温，取出磷酸胍坩埚中产物，研磨即可制得类P2O5结构材料，将其标记为P2(NXO5-X)-600-2。
对比例3：一种用于电催化产双氧水的类P2O5材料（P2(NXO5-X)-700-3）制备方法：
准确称取1.0g的磷酸胍和1.5g的聚乙烯吡咯烷酮原料，分别充分研磨后置于两个坩埚中。将两个带有前驱体的坩埚置于管式炉中，且盛有聚乙烯吡咯烷酮前驱体的坩埚，放置于盛有磷酸胍前驱体的坩埚的上游。在通入N2气氛下以4oC/min的升温速率从室温升温至700oC后，恒温煅烧3h，然后自然冷却至室温，取出磷酸胍坩埚中产物，研磨即可制得类P2O5结构材料，将其标记为P2(NXO5-X)-700-3。
对比例4：一种用于电催化产双氧水的类P2O5材料（P2(NXO5-X)-800-4）制备方法：
准确称取1.0g的磷酸胍和2.0g的聚乙烯吡咯烷酮原料，分别充分研磨后置于两个坩埚中。将两个带有前驱体的坩埚置于管式炉中，且盛有聚乙烯吡咯烷酮前驱体的坩埚，放置于盛有磷酸胍前驱体的坩埚的上游。在通入N2气氛下以4oC/min的升温速率从室温升温至800oC后，恒温煅烧3h，然后自然冷却至室温，取出磷酸胍坩埚中产物，研磨即可制得类P2O5结构材料，将其标记为P2(NXO5-X)-800-4。
对比例5：一种用于电催化产双氧水的类P2O5材料（P2(NXO5-X)-900-5）制备方法：
准确称取1.0g的磷酸胍和2.0g的聚乙烯吡咯烷酮原料，分别充分研磨后置于两个坩埚中。将两个带有前驱体的坩埚置于管式炉中，且盛有聚乙烯吡咯烷酮前驱体的坩埚，放置于盛有磷酸胍前驱体的坩埚的上游。在通入N2气氛下以5oC/min的升温速率从室温升温至900oC后，恒温煅烧5h，然后自然冷却至室温，取出磷酸胍坩埚中产物，研磨即可制得类P2O5结构材料，将其标记为P2(NXO5-X)-900-5。
对比例6：
分别验证对比例1~5制备得到的类P2O5结构材料和商业导电炭黑（XC-72R）的电催化性能：
分别以对比例1~5的类P2O5结构材料和商业导电炭黑（XC-72R）作为催化剂，制备催化剂浆液：分别取对比例1~5的类P2O5结构材料和商业导电炭黑（XC-72R）4.0mg、100μL杜邦5%的nafion溶液和900μL无水乙醇，超声30min分散均匀，分别得到利用对比例1~5的类P2O5结构材料和商业导电炭黑（XC-72R）制备的相应的催化剂浆液。
双氧水的选择性测试采用线性扫描伏安法（LSV）：将5μL催化剂浆液涂在旋转环盘电极的圆形玻碳区域，干燥后形成工作电极。采用电化学工作站作为电化学发生装置，以涂覆有催化剂的旋转环盘电极作为工作电极，铂丝作为对电极，饱和甘汞作为参比电极，其中铂环端的电压Ering=1.3 VRHE。以0.1M的KOH水溶液作为电解液，并在电解液中持续通入氧气（氧气流量60mL/min），选择性氧还原测试电压范围为0.0~1.0 VRHE，扫速速率为10 mV/s。在测试过程中，分别以对比例1~5的类P2O5结构材料和商业导电炭黑（XC-72R）作为催化剂时，选择在特定电压0.4V条件下，相应的选择性氧还原的选择性和转移电子数结果汇总于表2。
Figure DEST_PATH_IMAGE006
表2汇总了实施例1~5、对比例1~5的催化剂和商业导电炭黑（XC-72R）在电催化氧还原测试结果中对双氧水的选择性和转移电子数，从表2中可以看出实施例4下制得的材料（P2(NXO5-X)-800）的双氧水选择性最好，达到96.68%，转移电子数也最小，仅为2.06，十分接近理论转移电子数2。对比商业的导电炭黑（XC-72R）催化剂，发现XC-72R的生产双氧水选择性在77.15%（特定电压0.4V条件下），实施例4等制得的类P2O5结构材料对双氧水的选择性远超商业的导电炭黑。在催化剂的制备过程中，随着热解温度的增加（500oC~900oC），对双氧水的选择性有一个火山型趋势，过高或者过低的热解温度都会减弱生产双氧水效果。改变合成类P2O5结构材料过程中的条件（对比例1~5）发现保护气氛高温煅烧催化剂的时候升温速率和保持高温的时间对产双氧水效果有很大的影响，在保持2℃/min的升温速率，并且高温保持3h时，能达到一个最佳的产双氧水效果。
综上可知改变类P2O5结构材料的前驱体量、高温煅烧升温速率和保持时间等条件对最终电催化产双氧水有很大的影响，通过调控能得到一个最佳的实验条件，有利于节约成本，提高双氧水选择性，能够实现工业电催化产双氧水技术。
应用实施例1（测试催化剂的使用寿命）：
以实施例4的类P2O5结构材料作为催化剂，制备催化剂浆液：取实施例4的类P2O5结构材料4.0mg、100μL杜邦5%的nafion溶液和900μL无水乙醇，超声30min分散均匀，得到利用实施例4的类P2O5结构材料制备的相应的催化剂浆液。
双氧水的寿命测试（电流i-时间t）：将5μL催化剂浆液涂在旋转环盘电极的圆形玻碳区域，干燥后形成工作电极。采用电化学工作站作为电化学发生装置，以涂覆有催化剂的旋转环盘电极作为工作电极，铂丝作为对电极，饱和甘汞作为参比电极，其中铂环端的电压Ering=1.3 VRHE。以0.1M的KOH水溶液作为电解液，并在电解液中持续通入氧气（氧气流量60mL/min）。测试时将电压保持在0.2VRHE不变，利用电化学工作站检测其电流i随着时间t的变化情况。电流i的减小可以反映出其在长时间t反应过程中不稳定，容易失活。在电催化产双氧水应用中的寿命测试（电流i-时间t）结果如图5所示，从图5可以看出：实施例4制得的类P2O5结构材料具有良好的稳定性（60h寿命测试发现其几乎不存在电流衰减），有工业化应用前景。
本说明书所述的内容仅仅是对发明构思实现形式的列举，本发明的保护范围不应当被视为仅限于实施例所陈述的具体形式。

Claims (10)

1.一种类P2O5结构材料的制备方法，其特征在于以磷酸胍和聚乙烯吡咯烷酮为前驱体，聚乙烯吡咯烷酮热解产生的气体与磷酸胍在高温下反应，即可得到所述的类P2O5结构材料。
2.如权利要求1所述的一种类P2O5结构材料的制备方法，其特征在于具体包括以下步骤：
1）以磷酸胍和聚乙烯吡咯烷酮原料为前驱体，分别充分研磨后置于两个坩埚中；
2）将两个带有前驱体的坩埚置于管式炉中，且盛有聚乙烯吡咯烷酮前驱体的坩埚，放置于盛有磷酸胍前驱体的坩埚的上游；在通入N2的气氛下高温煅烧，煅烧结束后自然冷却至室温，取出磷酸胍坩埚中的产物并进行研磨，即制得所述的类P2O5结构材料。
3.如权利要求2所述的一种类P2O5结构材料的制备方法，其特征在于步骤2）置于管式炉内的两种前驱体中，磷酸胍和聚乙烯吡咯烷酮的质量比为1:0.5~2，优选为1:1。
4.如权利要求2所述的一种类P2O5结构材料的制备方法，其特征在于步骤2）中，进行高温煅烧的过程为：以1~5℃/min的升温速率从室温升温至500~900℃，然后恒温保持2~5h，随后自然冷却。
5.如权利要求4所述的一种类P2O5结构材料的制备方法，其特征在于高温煅烧的具体过程为：以2~3℃/min的升温速率从室温升温至700-800℃，然后恒温保持3~4h，随后自然冷却。
6.如权利要求1-5所述的方法制备的类P2O5结构材料。
7.如权利要求6所述的类P2O5结构材料在电催化制备双氧水中的应用。
8.如权利要求7所述的类P2O5结构材料在电催化制备双氧水中的应用，其特征在于以电化学工作站作为电化学发生装置，采用三电极测量体系，将所述类P2O5结构材料涂覆在碳布上作为工作电极，以铂丝作为对电极，饱和甘汞作为参比电极，以KOH水溶液作为电解液，进行电化学氧还原反应，生产双氧水产品。
9.如权利要求8所述的类P2O5结构材料在电催化制备双氧水中的应用，其特征在于KOH水溶液的浓度为0.05-0.2mol/L，优选为0.1mol/L。
10.如权利要求7所述的类P2O5结构材料在电催化制备双氧水中的应用，其特征在于所述工作电极的制备方法为：将类P2O5结构材料加入nafion溶液和无水乙醇的混合液中，超声分散均匀后，将分散液均匀滴涂在碳布上，最后烘干即得到对应的工作电极。
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