一种稀土元素掺杂的钛基介孔二氧化钛催化剂材料及其制备方法和应用技术

本发明专利技术公开了一种稀土元素掺杂的钛基介孔二氧化钛催化剂材料及其制备方法和应用。其制备方法为：取模板剂溶于醇中，向其中加入醇、乙酰丙酮和钛源的三元混合溶液，加酸调节溶液pH至2～3，加入稀土元素的盐溶液，搅拌形成复合溶胶；用浸渍提拉法将复合溶胶涂覆到处理好的钛条电极基体上，经陈化、干燥、焙烧，重复以上步骤4～5次，即可得到所述稀土元素掺杂的钛基介孔二氧化钛催化剂材料。本发明专利技术制备的稀土元素掺杂钛基介孔二氧化钛催化剂材料的电极稳定性提高；其具有规则有序的孔道结构、孔径大小连续可调等特点，在进行过氧化氢的电还原时，有利于最大程度的吸附H2O2，从而形成H2O2电还原的活性中心，提高了电极的催化活性。

【技术实现步骤摘要】
一种稀土元素掺杂的钛基介孔二氧化钛催化剂材料及其制备方法和应用
本专利技术涉及一种稀土元素掺杂的钛基介孔二氧化钛催化剂材料及其制备方法和应用。
技术介绍
由于不受卡诺循环的限制，燃料电池较一般化学电源具有更高的能量转换效率。燃料电池中以H2O2取代O2作为氧化剂具有以下优点：1)H2O2还原是2电子过程相较于4电子过程的O2还原，具有较低活化过电势，因此反应动力学速率较快；2)H2O2常温下是液体，运输和储存都比较方便，避免了在无空气环境下(水下和太空)工作的燃料电池只能采用液态氧或压缩氧气，而这两种氧的携带存储方式,既增加电池系统的复杂性，又存在着安全隐患；3)以H2O2为氧化剂的燃料电池，由于其进料方式为液相进料，故在操作过程中没有润湿过程，使得电池结构更简单，体积功率密度更大。故以H2O2为氧化剂的燃料电池具有安全性能高、电池构造简单，且易于储存、运输和操作等优点，特别适合在无空气环境中使用，尤其是在低温燃料电池中的研究已成为热点。燃料电池电极通常的制备方法是将催化剂和导电组分及聚合物粘结剂混合，然后将混合后形成的糊状物涂覆到金属集流体上。聚合物粘结剂的加入，使得催化剂和电解液本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种稀土元素掺杂的钛基介孔二氧化钛催化剂材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：A.将作为电极基体的钛条进行处理；B.取模板剂溶于醇中，向其中加入醇、乙酰丙酮和钛源的三元混合溶液，加酸调节溶液pH，加入稀土元素的盐溶液，20～25℃搅拌形成复合溶胶；C.用浸渍提拉法将复合溶胶涂覆到步骤A处理好的钛条电极基体上，经陈化、干燥、焙烧，重复以上步骤4～5次，即可得到所述稀土元素掺杂的钛基介孔二氧化钛催化剂材料。

【技术特征摘要】
1.一种稀土元素掺杂的钛基介孔二氧化钛催化剂材料的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括以下步骤：A.将作为电极基体的钛条进行处理；B.取模板剂溶于醇中，向其中加入醇、乙酰丙酮和钛源的三元混合溶液，加酸调节溶液pH，加入稀土元素的盐溶液，20～25℃搅拌形成复合溶胶；C.用浸渍提拉法将复合溶胶涂覆到步骤A处理好的钛条电极基体上，经陈化、干燥、焙烧，重复以上步骤4～5次，即可得到所述稀土元素掺杂的钛基介孔二氧化钛催化剂材料。2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤A具体包括以下步骤：将TA1型钛条依次经过80目、200目、600目、1000目、1200目和2000目的砂纸打磨，依次经二次水、丙酮和无水乙醇超声洗涤5～20min，再用乙二醇和HF的混合溶液腐蚀，最后依次用无水乙醇和丙酮超声清洗5～20min。3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B中，模板剂为P123、F127或CTAB；钛源为钛酸四丁酯。4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述步骤B中，稀土元素...

【专利技术属性】
技术研发人员：秦国旭，万新军，李雷，曹玉峰，邱波，
申请(专利权)人：巢湖学院，
类型：发明
国别省市：安徽,34