[0043] 本发明所用的试剂及实验材料均可从市场上购买得到。
[0044] 本发明所使用的ITO导电玻璃的表面积为1cm2。
[0045] 实施例1
[0046] 一种Pt/Cu-Ni催化剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
[0047] (a)称取1mmol CuCl2、9mmol NiCl2和1mmol硼酸置于烧杯中,加30mL的去离子水对其进行溶解。室温搅拌30min,形成均匀的溶液。然后将三相电极(Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极、ITO作工作电极)插入混合溶液中,在10mA的恒电流下电沉积5min。之后,将沉积有Cu-Ni产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥备用。Cu-Ni产物的SEM图如图1所示,从图中可以看出,Cu-Ni产物呈现出枝晶的微观结构。
[0048] (b)称取1.93mmol(1g)H2PtCl6·6H2O置于100mL的容量瓶中,加入去离子水定容,混合摇匀后取10mL该溶液于电解槽中。选取沉积有Cu-Ni产物的ITO导电玻璃作工作电极,将产物所在的面积正好没入溶液,采用Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极,在10mA的恒电流下电沉积1min。然后,将沉积有Pt/Cu-Ni催化剂产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥后,收集ITO上的最终产物。
[0049] 采用与步骤(b)相同的方法,分别在10mA的恒电流下电沉积3min、5min,然后,将沉积有Pt/Cu-Ni产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥后,收集ITO上的最终产物。
[0050] 将电沉积1min、3min、5min所获得的Pt/Cu-Ni催化剂放在扫描电子显微镜下观察,三者的SEM图如图6所示,发现随着电沉积时间的增加,Cu-Ni表面的Pt含量增加了,最终得到了表面有片状结晶覆盖的枝晶,此点可从图8所示的Pt/Cu-Ni催化剂的透射电子显微镜图中得到证实。
[0051] 此外,从不同沉积时间获得的Pt/Cu-Ni催化剂产物的X射线衍射图(如图7所示)可以看出,随着沉积时间的增加,Pt峰的强度逐渐增加,Cu、Ni两峰的强度逐渐减弱,说明随着时间的增加,Pt在Cu-Ni表面的累计量逐渐增加,即Cu-Ni表面的Pt含量逐渐增加。图9是沉积时间为5min时获得的Pt/Cu-Ni催化剂的能量弥散X射线图,从图中也可以看到,产物中有大量Pt沉积出来。
[0052] 实施例2
[0053] 一种Pt/Cu-Ni催化剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
[0054] (a)称取1mmol CuSO4、9mmol NiCl2和1mmol硼酸置于烧杯中,加30mL的去离子水对其进行溶解。室温搅拌30min,形成均匀的溶液。然后将三相电极(Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极、ITO作工作电极)插入混合溶液中,在10mA的恒电流下电沉积5min。之后,将沉积有Cu-Ni产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥备用。Cu-Ni产物的SEM图如图2所示。
[0055] (b)称取1.93mmol(1g)H2PtCl6·6H2O置于100mL的容量瓶中,加入去离子水定容,混合摇匀后取10mL该溶液于电解槽中。选取沉积有Cu-Ni产物的ITO导电玻璃作工作电极,将产物所在的面积正好没入溶液,采用Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极,在10mA的恒电流下电沉积5min。然后,将沉积有Pt/Cu-Ni催化剂产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥后,收集ITO上的最终产物。
[0056] 实施例3
[0057] 一种Pt/Cu-Ni催化剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
[0058] (a)称取1mmol Cu(CH3COO)2、9mmol NiCl2和1mmol硼酸置于烧杯中,加30mL的去离子水对其进行溶解。室温下搅拌30min,形成均匀的溶液。然后将三相电极(Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极、ITO作工作电极)插入混合溶液中,在10mA的恒电流下电沉积5min。之后,将沉积有Cu-Ni产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥备用。
Cu-Ni产物的SEM图如图3所示。
[0059] (b)称取1.93mmol(1g)H2PtCl6·6H2O置于100mL的容量瓶中,加入去离子水定容,混合摇匀后取10mL该溶液于电解槽中。选取沉积有Cu-Ni产物的ITO导电玻璃作工作电极,将产物所在的面积正好没入溶液,采用Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极,在10mA的恒电流下电沉积5min。然后,将沉积有Pt/Cu-Ni催化剂产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥后,收集ITO上的最终产物。
[0060] 实施例4
[0061] 一种Pt/Cu-Ni催化剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
[0062] (a)称取1mmol CuCl2、9mmol NiSO4和1mmol硼酸置于烧杯中,加30mL的去离子水对其进行溶解。室温下搅拌30min,形成均匀的溶液。然后将三相电极(Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极、ITO作工作电极)插入混合溶液中,在10mA的恒电流下电沉积5min。之后,将沉积有Cu-Ni产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥备用。Cu-Ni产物的SEM图如图4所示。
[0063] (b)称取1.93mmol(1g)H2PtCl6·6H2O置于100mL的容量瓶中,加入去离子水定容,混合摇匀后取10mL该溶液于电解槽中。选取沉积有Cu-Ni产物的ITO导电玻璃作工作电极,将产物所在的面积正好没入溶液,采用Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极,在10mA的恒电流下电沉积5min。然后,将沉积有Pt/Cu-Ni催化剂产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥后,收集ITO上的最终产物。
[0064] 实施例5
[0065] 一种Pt/Cu-Ni催化剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
[0066] (a)称取0.6mmol CuCl2、0.6mmol NiSO4和0.6mmol硼酸置于烧杯中,加2mL的去离子水对其进行溶解。室温下搅拌10min,形成均匀的溶液。然后将三相电极(Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极、ITO作工作电极)插入混合溶液中,在15mA的恒电流下电沉积10min。之后,将沉积有Cu-Ni产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥备用。Cu-Ni产物的SEM图如图4所示。
[0067] (b)称取1.93mmol(1g)H2PtCl6·6H2O置于100mL的容量瓶中,加入去离子水定容,混合摇匀后取8mL该溶液于电解槽中。选取沉积有Cu-Ni产物的ITO导电玻璃作工作电极,将产物所在的面积正好没入溶液,采用Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极,在15mA的恒电流下电沉积10min。然后,将沉积有Pt/Cu-Ni催化剂产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥后,收集ITO上的最终产物。
[0068] 实施例6
[0069] 一种Pt/Cu-Ni催化剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
[0070] (a)称取0.6mmol CuCl2、9mmol NiCl2和10mmol硼酸置于烧杯中,加30mL的去离子水对其进行溶解。室温下搅拌20min,形成均匀的溶液。然后将三相电极(Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极、ITO作工作电极)插入混合溶液中,在20mA的恒电流下电沉积3min。之后,将沉积有Cu-Ni产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥备用。Cu-Ni产物的SEM图如图4所示。
[0071] (b)称取1.93mmol(1g)H2PtCl6·6H2O置于100mL的容量瓶中,加入去离子水定容,混合摇匀后取15mL该溶液于电解槽中。选取沉积有Cu-Ni产物的ITO导电玻璃作工作电极,将产物所在的面积正好没入溶液,采用Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极,在15mA的恒电流下电沉积3min。然后,将沉积有Pt/Cu-Ni催化剂产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥后,收集ITO上的最终产物。
[0072] 实施例7
[0073] 一种Pt/Cu-Ni催化剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
[0074] (a)称取0.6mmol CuSO4、6mmol NiSO4和9mmol硼酸置于烧杯中,加20mL的去离子水对其进行溶解。室温下搅拌30min,形成均匀的溶液。然后将三相电极(Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极、ITO作工作电极)插入混合溶液中,在5mA的恒电流下电沉积10min。之后,将沉积有Cu-Ni产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥备用。Cu-Ni产物的SEM图如图4所示。
[0075] (b)称取1.93mmol(1g)H2PtCl6·6H2O置于100mL的容量瓶中,加入去离子水定容,混合摇匀后取12mL该溶液于电解槽中。选取沉积有Cu-Ni产物的ITO导电玻璃作工作电极,将产物所在的面积正好没入溶液,采用Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极,在5mA的恒电流下电沉积10min。然后,将沉积有Pt/Cu-Ni催化剂产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥后,收集ITO上的最终产物。
[0076] 实施例8
[0077] 一种Pt/Cu-Ni催化剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
[0078] (a)称取5mmol Cu(CH3COO)2、3mmol NiSO4和10mmol硼酸置于烧杯中,加10mL的去离子水对其进行溶解。室温下搅拌30min,形成均匀的溶液。然后将三相电极(Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极、ITO作工作电极)插入混合溶液中,在10mA的恒电流下电沉积5min。之后,将沉积有Cu-Ni产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥备用。
Cu-Ni产物的SEM图如图4所示。
[0079] (b)称取1.93mmol(1g)H2PtCl6·6H2O置于100mL的容量瓶中,加入去离子水定容,混合摇匀后取15mL该溶液于电解槽中。选取沉积有Cu-Ni产物的ITO导电玻璃作工作电极,将产物所在的面积正好没入溶液,采用Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极,在5mA的恒电流下电沉积10min。然后,将沉积有Pt/Cu-Ni催化剂产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥后,收集ITO上的最终产物。
[0080] 比较例1
[0081] 一种Pt/Cu-Ni催化剂的制备方法,所述制备方法包括以下步骤:
[0082] (a)取1mmol CuCl2和9mmol NiCl2置于烧杯中,加30ml的去离子水对其进行溶解。室温下搅拌30min,形成均匀的溶液。然后将三相电极(Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极、ITO作工作电极)插入混合溶液中,在10mA的恒电流下电沉积5min。之后,将沉积有Cu-Ni产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥备用。Cu-Ni产物的SEM图如图5所示,从图中可以看出当原料中不含有硼酸时,只能形成少量的枝晶产物,说明硼酸的存在有利于枝晶的形成。
[0083] (b)称取1.93mmol(1g)H2PtCl6·6H2O置于100mL的容量瓶中,加入去离子水定容,混合摇匀后取10mL该溶液于电解槽中。选取沉积有Cu-Ni产物的ITO导电玻璃作工作电极,将产物所在的面积正好没入溶液,采用Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极,在10mA的恒电流下电沉积5min。然后,将沉积有Pt/Cu-Ni催化剂产物的ITO取出用去离子水洗涤数次,放入恒温干燥箱恒温干燥后,收集ITO上的最终产物,最终的产物也无法呈现出枝晶的结构。
[0084] 实施例9
[0085] 一种催化氧化甲醇的方法,包括以下步骤:
[0086] 称取一定量由实施例1的制备方法制得的Pt/Cu-Ni催化剂,放入离心管中,加入一定量的乙醇作为溶剂,配成的浓度为4mg/ml,超声分散后,取5μL的分散溶液滴在处理好的玻碳电极(GEC)上,等干燥后再取浓度为0.5%的萘酚溶液滴在上面作保护膜。干燥后作工作电极,用电化学工作站在0.5M硫酸溶液溶液中CV测试使其活化后(如图10所示),再加入一定量的无水甲醇,最终溶液中甲醇的浓度为1M,最后CV测试其催化氧化的效果。其CV图如图11所示,从图中可以看出,Pt/Cu-Ni催化剂对甲醇的催化氧化性能优于商业Pt/C。
[0087] 实施例10
[0088] 一种催化氧化乙醇的方法,包括以下步骤:
[0089] 称取一定量由实施例1的制备方法制得的Pt/Cu-Ni催化剂,放入离心管中,加入一定量的乙醇作为溶剂,配成的浓度为8mg/ml,超声分散后,取6μL的分散溶液滴在处理好的玻碳电极(GCE)上,等干燥后再取浓度为0.5%的萘酚溶液6μL滴在上面作保护膜。干燥后作工作电极,用电化学工作站在0.5M硫酸溶液溶液中CV测试使其活化后,再加入一定量的无水乙醇,最终溶液中乙醇的浓度为1.5M,最后CV测试其催化氧化的效果。其CV图如图12所示,从图中可以看出,Pt/Cu-Ni催化剂对乙醇有一定的催化氧化效果。
[0090] 实施例11
[0091] 一种催化氧化丙醇的方法,包括以下步骤:
[0092] 称取一定量由实施例1的制备方法制得的Pt/Cu-Ni催化剂,放入离心管中,加入一定量的乙醇作为溶剂,配成的浓度为10mg/ml,超声分散后,取3μL的分散溶液滴在处理好的玻碳电极(GCE)上,等干燥后再取浓度为0.5%的萘酚溶液3μL滴在上面作保护膜。干燥后作工作电极,用电化学工作站在0.5M硫酸溶液溶液中CV测试使其活化后,再加入一定量的无水丙醇,最终溶液中丙醇的浓度为2M,最后CV测试其催化氧化的效果。其CV图如图13所示,从图中可以看出,Pt/Cu-Ni催化剂对丙醇有一定的催化氧化效果。
[0093] 上述参照实施例对Pt/Cu-Ni催化剂的制备方法及其催化氧化醇类的方法及应用进行的详细描述,是说明性的而不是限定性的,可按照所限定范围列举出若干个实施例,因此在不脱离本发明总体构思下的变化和修改,应属本发明的保护范围之内。