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一种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   0    0

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专利申请流程有哪些步骤?
专利申请流程图
申请
申请号:指国家知识产权局受理一件专利申请时给予该专利申请的一个标示号码。唯一性原则。
申请日:提出专利申请之日。
2016-01-13
申请公布
申请公布指发明专利申请经初步审查合格后,自申请日(或优先权日)起18个月期满时的公布或根据申请人的请求提前进行的公布。
申请公布号:专利申请过程中,在尚未取得专利授权之前,国家专利局《专利公报》公开专利时的编号。
申请公布日:申请公开的日期,即在专利公报上予以公开的日期。
2016-07-20
授权
授权指对发明专利申请经实质审查没有发现驳回理由,授予发明专利权;或对实用新型或外观设计专利申请经初步审查没有发现驳回理由,授予实用新型专利权或外观设计专利权。
2018-01-19
预估到期
发明专利权的期限为二十年,实用新型专利权期限为十年,外观设计专利权期限为十五年,均自申请日起计算。专利届满后法律终止保护。
2036-01-13
基本信息
有效性 有效专利 专利类型 发明专利
申请号 CN201610025501.4 申请日 2016-01-13
公开/公告号 CN105688935B 公开/公告日 2018-01-19
授权日 2018-01-19 预估到期日 2036-01-13
申请年 2016年 公开/公告年 2018年
缴费截止日
分类号 B01J23/89C25D3/56C25D3/50C25D5/12C25B3/02C25B11/08H01M4/92 主分类号 B01J23/89
是否联合申请 独立申请 文献类型号 B
独权数量 1 从权数量 8
权利要求数量 9 非专利引证数量 1
引用专利数量 5 被引证专利数量 0
非专利引证 1、全文. Yongmei Zhang et al.PolycrystallineCu7Te4 Dendritic MicrostructuresConstructed by Spherical Nanoparticles:Fast Electrodeposition, InfluencingFactors,and the Shape Evolution《.CrystalGrowth & Design》.2011,第11卷第4368-4377页. Huying Zhang et al.Fastelectrodeposition, influencing factorsand catalytic properties of dendritic Cu-M(M=Ni,Fe,Co) microstructures《.RSCAdvances》.2015,第5卷第96639-96648页.;
引用专利 CN101337193A、CN101362094A、EP2378597A1、CN102925923A、CN101635315A 被引证专利
专利权维持 2 专利申请国编码 CN
专利事件 事务标签 公开、实质审查、授权
申请人信息
申请人 第一申请人
专利权人 安徽师范大学 当前专利权人 安徽师范大学
发明人 倪永红、张胡英、钱广萍 第一发明人 倪永红
地址 安徽省芜湖市弋江区花津南路安徽师范大学 邮编 241000
申请人数量 1 发明人数量 3
申请人所在省 安徽省 申请人所在市 安徽省芜湖市
代理人信息
代理机构
专利代理机构是经省专利管理局审核,国家知识产权局批准设立,可以接受委托人的委托,在委托权限范围内以委托人的名义办理专利申请或其他专利事务的服务机构。
芜湖安汇知识产权代理有限公司 代理人
专利代理师是代理他人进行专利申请和办理其他专利事务,取得一定资格的人。
张巧婵
摘要
本发明公开了一种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。以预先电沉积出的Cu‑Ni双金属合金为异质模板,以氯铂酸作为铂源,制备出一种枝晶结构的纳米片状Pt/Cu‑Ni催化剂,该制备方法简单,条件温和可控,不需要过高的温度和严格的设备要求,且环境友好,无污染,制备出的Pt/Cu‑Ni催化剂具有比较大的比表面积,能够在酸性溶液中高效催化氧化醇类溶液,尤其是一元醇溶液。
  • 摘要附图
    一种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
  • 说明书附图:图1
    一种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
  • 说明书附图:图2
    一种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
  • 说明书附图:图3
    一种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
  • 说明书附图:图4
    一种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
  • 说明书附图:图5
    一种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
  • 说明书附图:图6
    一种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
  • 说明书附图:图7
    一种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
  • 说明书附图:图8
    一种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
  • 说明书附图:图9
    一种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
  • 说明书附图:图10
    一种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
  • 说明书附图:图11
    一种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
  • 说明书附图:图12
    一种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
  • 说明书附图:图13
    一种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
法律状态
序号 法律状态公告日 法律状态 法律状态信息
1 2018-01-19 授权
2 2016-07-20 实质审查的生效 IPC(主分类): B01J 23/89 专利申请号: 201610025501.4 申请日: 2016.01.13
3 2016-06-22 公开
权利要求
权利要求书是申请文件最核心的部分,是申请人向国家申请保护他的发明创造及划定保护范围的文件。
1.一种Pt/Cu-Ni催化剂的制备方法,其特征在于,所述制备方法包括以下步骤:
(a)将铜盐、镍盐和硼酸溶于去离子水中,采用电化学沉积法,在工作电极表面沉积出Cu-Ni双金属合金;
(b)将铂盐或六氯合铂酸溶于去离子水中形成铂离子溶液,以沉积有Cu-Ni双金属合金的工作电极为工作电极,采用电化学沉积法,即可得到沉积有Pt/Cu-Ni产物的工作电极;
(c)将工作电极洗涤、干燥、收集表面的产物,即可得到Pt/Cu-Ni催化剂;
工作电极的表面积为1cm2时,所述铜盐、镍盐和硼酸三者其中任意一种的物质的量均可取0.1~10mmol之间的任意值。

2.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于:所述铜盐、镍盐和硼酸的物质的量之比为1:9:1。

3.根据权利要求2所述的制备方法,其特征在于,所述镍盐的浓度为0.3M。

4.根据权利要求1所述的制备方法,其特征在于,所述铂离子溶液的浓度为0.0193M。

5.根据权利要求4所述的制备方法,其特征在于,所述铂离子溶液体积为8 15mL。
~

6.根据权利要求1或3或4或5所述的制备方法,其特征在于,所述电化学沉积法的工作电流为5~20 mA的恒电流,电沉积时间为1~10分钟。

7.根据权利要求1所述的制备方法制备得到的Pt/Cu-Ni催化剂在醇类催化氧化方面的应用。

8.一种催化氧化醇类的方法,其特征在于:在玻碳电极上覆盖根据权利要求1的制备方法制备得到的Pt/Cu-Ni催化剂的乙醇分散液,干燥后,再在上面覆盖萘酚溶液作为保护膜,再次干燥后在酸性溶液中作为工作电极催化氧化醇类溶液。

9.根据权利要求8所述的催化氧化醇类的方法,其特征在于所述醇类溶液的浓度为0.1~2M。
说明书

技术领域

[0001] 本发明属于催化剂制备方法和应用领域,具体涉及一种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。

背景技术

[0002] 随着社会快速发展,能源需求是人类急需解决的主要问题。甲醇燃料电池(DAFCs)是一种清洁的能源,从而也被认为是最有前景的能源。在甲醇的催化氧化反应中,Pt显示出较高的催化活性,然而,Pt不仅价格昂贵而且稳定性差,从而阻碍了甲醇燃料电池在商业上的广泛应用。
[0003] 因此,目前大量的研究旨在找到一种新颖的物质来代替部分Pt以及提高其催化能力,这就有了Pt基双金属催化剂甚至三元催化剂的发展。这是因为合金材料可以引发一系列效应,例如表面元素的隔离、几何构型的改变(拉近Pt-Pt间距)以及Pt电子结构的改变(增加Pt的d电子轨道空位),从而提高了Pt的电催化活性。在这些催化剂中,Pt基过渡金属纳米材料吸引了广泛的关注,归因于它们的优异性能,如光学、电学、磁力、催化性能,与Pt结合构成的双金属催化剂具有双金属协同效应进而大大提高了Pt的电催化性能。Moffat课题组呈现了电沉积制得的Pt基双金属合金膜(Ni、Co)同电沉积的纯Pt催化剂相比,Pt基双金属合金膜显著提高了氧化还原的速率(参见Electrochem.Soc.,2009,156,B238-B251)。
[0004] 最近,Pt基催化剂材料因其原子间配位低和其在纳米粒子表面上的位点缺陷,从而有利于有机小分子的电氧化和水的分解,因此开创一个具有多相界面结构和表面可控的微纳米结构的合金粒子一直成为研究的热门。但是由两种或更多种金属构成的Pt催化剂同时拥有极好的催化性能和很好的稳定性鲜有报道。
[0005] 与商业Pt/C催化剂相比,双金属Pt-M(M=Fe,Ni等)催化剂的氧化还原能力显著增强(参见ACS Appl.Mater.Interfaces,2014,6,12046-12061)。2011年,Chunhua Cui等人报道了采用电沉积方法在-1.2V恒电压下于DMSO溶剂中,获得大尺寸构建的多孔Pt-Ni纳米粒子管,其对甲醇的电催化氧化展现出高的催化活性和稳定性(参见Chem.Sci.,2011,2,1611-1614)。2012年,Joshua Snyder等人报道了用溶剂热还原合成多孔Ni/Pt纳米粒子,其与商业Pt/C相比呈现出很高的活化面积,进而推测出其具有很好氧化还原能力(参见J.Am.Chem.Soc.,2012,134,8633-8645)。2013年,Liangxin Ding等人报道了一步电沉积法制备的Pd-Sn合金纳米片状枝晶,在碱性溶液中对乙醇的催化氧化呈现出显著的催化性能(参见Sci.Rep.,2013,3,1181-1187)。2015年,Pengfang Zhang等人报道了通过溶剂热法制备的Pt-Ni-Cu八面体纳米晶对甲醇和甲酸的电催化氧化呈现出较好的催化性能(参见Chem.Mater.,2015,27,6402-6410)。
[0006] 以上的这些制备方法条件苛刻并且合成材料的组分和尺寸难以控制。

发明内容

[0007] 为了克服以上不足,本发明提供了一种Pt/Cu-Ni催化剂的制备方法,以预先电沉积出的Cu-Ni双金属合金为异质模板,以氯铂酸作为铂源,制备出一种枝晶结构的纳米片状Pt/Cu-Ni催化剂,该制备方法简单,条件温和可控,不需要过高的温度和严格的设备要求,且环境友好,无污染,且制备出的Pt/Cu-Ni催化剂具有比较大的比表面积。
[0008] 本发明还提供了Pt/Cu-Ni催化剂在醇类催化氧化中的应用,当其被用于对有机醇的催化氧化时,具有良好的催化氧化效果。
[0009] 本发明还提供了一种催化氧化醇类的方法,以Pt/Cu-Ni催化剂覆盖的工作电极在酸性溶液中对醇类有一定的催化氧化作用。
[0010] 本发明采用的技术方案为:
[0011] 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:
[0012] (a)将铜盐、镍盐和硼酸溶于去离子水中,采用电化学沉积法,在工作电极表面沉积出Cu-Ni双金属合金;
[0013] (b)将铂盐或六氯合铂酸溶于去离子水中形成铂离子溶液,以沉积有Cu-Ni双金属合金的工作电极为工作电极,采用电化学沉积法,即可得到沉积有Pt/Cu-Ni产物的工作电极。
[0014] (c)将工作电极洗涤、干燥、收集表面的产物,即可得到Pt/Cu-Ni催化剂。
[0015] 当工作电极的表面积为1cm2时,所述铜盐、镍盐和硼酸的物质的量可取0.1~10mmol之间的任意值;铜盐、镍盐和硼酸三者之间的物质的量之比优选为1:9:1。
[0016] 所述铜盐包括氯化铜、硫酸铜、醋酸铜。
[0017] 所述镍盐的浓度为0.3M,所述镍盐包括氯化镍、硫酸镍。
[0018] 所述铂离子溶液的浓度为0.0193M,体积为8~15mL。。
[0019] 所述电化学沉积釆用三电极体系,以Pt丝作辅助电极、Ag/AgCl作参比电极、ITO导电玻璃作工作电极,其工作电流为5~20mA的恒电流,电沉积时间为1~10分钟,优选在10mA的恒电流下电沉积5min。
[0020] 本发明还提供了制备上述制备方法制备得到的Pt/Cu-Ni催化剂在醇类催化氧化方面的应用。
[0021] 本发明还提供了一种催化氧化醇类的方法,在玻碳电极上覆盖根据权利要求1的制备方法制备得到的Pt/Cu-Ni催化剂的乙醇分散液,干燥后,再在上面覆盖萘酚溶液作为保护膜,再次干燥后在酸性溶液中作为工作电极催化氧化醇类溶液。
[0022] 上述方法具体包括:将根据权利要求1的制备方法制备得到的Pt/Cu-Ni催化剂超声分散在乙醇溶剂中,形成2~10mg/mL的分散液,取3~6ul的分散液滴在玻碳电极上,待其干燥后取浓度为0.5%萘酚溶液3~6ul滴在上面作为保护膜,干燥后作为工作电极在酸性溶液中采用电化学方法催化氧化醇类溶液。
[0023] 所述酸性溶液为硫酸溶液,其浓度为0.5M,酸性溶液的作用使Pt/Cu-Ni催化剂中的部分Pt活化,以发生析氢反应,从而催化氧化醇类溶液。
[0024] 所述醇类溶液的浓度为0.1~2M,优选为1~2M。
[0025] 上述催化氧化醇类的方法尤其适用于对一元醇溶液的催化氧化。
[0026] 与现有技术相比,本发明所具有的优点为:
[0027] 1.本发明所制备的枝晶结构的纳米片状Pt/Cu-Ni催化剂,其制备方法新颖、简单,在此之前没有报道用过用这种方法制备得到枝晶结构的纳米片状Pt/Cu-Ni催化剂,且其形貌新颖,具有很大的比表面积,产物有磁性回收方便。
[0028] 2.本发明所制备条件简单、温和可控,不需要过高的温度和严格的设备要求,耗时短,且环境友好,不需要再另外进行加工。
[0029] 3.本发明所制备的枝晶结构的纳米片状Pt/Cu-Ni催化剂,由于具有较大的比表面积,因此对醇类催化氧化效果优于一般的Pt/C催化剂,可用于现实生活中,以解决能源问题。

实施方案

[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。

附图说明

[0030] 图1是铜源是CuCl2时所得微米级Cu-Ni枝晶扫描电子显微照片;
[0031] 图2是铜源是CuSO4时所得微米级Cu-Ni枝晶扫描电子显微照片;
[0032] 图3是铜源是CuAc2时所得微米级Cu-Ni枝晶扫描电子显微照片;
[0033] 图4是镍源是NiSO4时所得微米级Cu-Ni枝晶扫描电子显微照片;
[0034] 图5是原料不含硼酸时所得微米级Cu-Ni枝晶扫描电子显微照片;
[0035] 图6是不同电沉积时间时所得的枝晶结构的Pt/Cu-Ni催化剂的扫描电子显微照片;
[0036] 图7是所得产物Cu-Ni枝晶和不同沉积时间的Pt/Cu-Ni催化剂的X射线粉末衍射图;
[0037] 图8是所得枝晶结构的纳米片状Pt/Cu-Ni催化剂的透射电子显微照片;
[0038] 图9是所得枝晶结构的纳米片状Pt/Cu-Ni催化剂的能量弥散X射线图;
[0039] 图10是所得枝晶结构的纳米片状Pt/Cu-Ni催化剂与商业Pt/C在0.5M H2SO4溶液中的CV曲线图;
[0040] 图11是所得枝晶结构的纳米片状Pt/Cu-Ni催化剂与商业Pt/C对甲醇催化氧化的CV曲线图;
[0041] 图12是所得所得枝晶结构的纳米片状Pt/Cu-Ni催化剂对乙醇催化氧化的CV曲线图;
[0042] 图13是所得纳米片状Pt/Cu-Ni枝晶结构对丙醇催化氧化的CV曲线图。
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