一种电催化水解的多级复合材料的制备方法及其产品、应用技术

本发明专利技术公开了一种电催化水解的多级复合材料的制备方法及其产品、应用，其包括，将单壁碳纳米管和氧化石墨烯分散在水中得到单壁碳纳米管/氧化石墨烯分散液；向铜盐溶液中依次加入单壁碳纳米管、氧化石墨烯、表面活性剂、碱、葡萄糖，反应后，产物经冷却、洗涤、干燥，得到所述Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料。本发明专利技术的制备流程简单易控，对设备要求低且对环境友好，成本低，经济效益好，应用前景好。本发明专利技术Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨烯多极纳米结构结合紧密、粒度分布均匀、形貌规则，具有催化性能优越的优点。

【技术实现步骤摘要】
一种电催化水解的多级复合材料的制备方法及其产品、应用
本专利技术属于催化剂制备
，具体涉及一种电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法及其产品、应用。
技术介绍
多级纳米结构是由零维、一维、二维纳米材料基于非共价键的作用下聚集成稳定且具有一定规则几何外观的有序结构。因其独特的组成和外貌，在保持优异的单体纳米特性的同时，会产生原先不具有的协同性质。现有技术制备多级复合材料工艺繁琐、操作条件要求高，因此亟待研发具有多级纳米结构的金属氧化物复合材料且操作简单的制备工艺。因此本领域亟待研发一种工艺简单易控，对设备要求低且对环境友好，分散性良好的多级复合材料的方法。
技术实现思路
本部分的目的在于概述本专利技术的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和专利技术名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和专利技术名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本专利技术的范围。鉴于上述的技术缺陷，提出了本专利技术。因此，作为本专利技术其中一个方面，本专利技术克服现有技术中存在的不足，提供一种电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：一种电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法，其包括，将单壁碳纳米管和氧化石墨烯分散在水中得到单壁碳纳米管/氧化石墨烯分散液；向铜盐溶液中依次加入单壁碳纳米管、氧化石墨烯、表面活性剂、碱、葡萄糖，反应后，产物经冷却、洗涤、干燥，得到所述Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料。作为本专利技术所述的电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法的一种优选方案：所述单壁碳纳米管/氧化石墨烯分散液浓度为1.0～2.0g/L。作为本专利技术所述的电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法的一种优选方案：所述铜盐包括氯化铜。作为本专利技术所述的电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法的一种优选方案：所述铜盐与葡萄糖的摩尔比为3.4～10：100。作为本专利技术所述的电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法的一种优选方案：所述的表面活性剂，其浓度为1.5～2.5g/L。作为本专利技术所述的电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法的一种优选方案：所述表面活性剂包括聚乙二醇-600、十六烷基三甲基溴化铵、聚乙烯吡咯烷酮、聚山梨酯-80、脂肪酸聚氧乙烯酯、正辛胺中的一种。作为本专利技术所述的电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法的一种优选方案：所述碱，其浓度为2.0～4.0M。作为本专利技术所述的电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法的一种优选方案：所述碱包括氢氧化钾或氢氧化钠，所述碱的滴加速率为每秒两滴，所述葡萄糖，其浓度为1.0M，加入葡萄糖后搅拌3～5h。作为本专利技术所述的电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法的一种优选方案：所述进行反应，其温度为80～110℃，反应时间为6h。作为本专利技术的另一个方面，本专利技术克服现有技术中存在的不足，提供所述的制备方法制得的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料。为解决上述技术问题，本专利技术提供了如下技术方案：所述的制备方法制得的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料，其中：所得Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨烯多级复合材料在0.5M硫酸中，在10mA/cm2电流密度时，过电位能够达到-526mV。本专利技术的有益效果：本专利技术所加入表面活性剂为正辛胺，其能引导多级纳米结构的形成，对单壁碳纳米管/氧化石墨烯具有表面修饰作用，可促进得到结构结合紧密、粒度分布均匀、形貌规则的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨烯多级复合材料。本专利技术可通过调节铜盐与葡萄糖摩尔比至3.4～10：100来调控复合材料成分及其活性位点，所制备的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨烯多级复合材料具有优异的电催化活性、可重复性高、稳定性好的优点。本专利技术的制备流程简单易控，对设备要求低且对环境友好，成本低，经济效益好，应用前景好。本专利技术Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨烯多极纳米结构结合紧密、粒度分布均匀、形貌规则，具有催化性能优越、可重复性高和稳定性好等优点。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。其中：图1为本专利技术Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨烯多级复合材料的制备工艺流程图。图2为本专利技术Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨烯多级复合材料的电解水析氢的极化曲线图。具体实施方式为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合具体实施例对本专利技术的具体实施方式做详细的说明。在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本专利技术内涵的情况下做类似推广，因此本专利技术不受下面公开的具体实施例的限制。其次，此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本专利技术至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例，也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。实施例1：一种电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨烯多级复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)在10ml去离子水中加入5mg单壁碳纳米管和5mg氧化石墨烯，超声分散50分钟，得1.0g/L单壁碳纳米管/氧化石墨烯分散液。(2)在磁力搅拌下，取配制好的2M氯化铜溶液50ml，向其中加入1.0g/L单壁碳纳米管/氧化石墨烯分散液,再加入1.5g/L的正辛胺，随后以每秒两滴速率滴加2M的氢氧化钠溶液，持续搅拌20min，以两秒每滴速率滴加3.4ml的1.0M葡萄糖溶液，持续搅拌3h后，将此混合物转于250ml聚四氟乙烯衬内的高压釜中，在80℃下反应6h，冷却至室温，离心，先后用去离子水与无水乙醇洗涤三次，后在60℃下真空干燥12h，最终得到Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨烯多级复合材料。将本实例所得的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨烯多级复合材料应用于电催化水解反应，所得Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨烯多级复合材料在0.5M硫酸中，在10mA/cm2电流密度时，过电位为-526mV。实施例2：一种电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨烯多级复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)在10ml去离子水中加入5mg单壁碳纳米管和5mg氧化石墨烯，超声分散50分钟，得1.0g/L单壁碳纳米管/氧化石墨烯分散液。(2)在磁力搅拌下，取配制好的2M氯化铜溶液50ml，向其中加入1.0g/L单壁碳纳米管/氧化石墨烯分散液,再加入1.5g/L的正辛胺，随后以每秒两滴速率滴加2.5M的氢氧化钠溶液，持续搅拌20min，以两秒每滴速率滴加6.0ml的1.0M葡萄糖溶液，持续搅拌3h后，将此混合物本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法，其特征在于：包括，将单壁碳纳米管和氧化石墨烯分散在水中得到单壁碳纳米管/氧化石墨烯分散液；向铜盐溶液中依次加入单壁碳纳米管、氧化石墨烯、表面活性剂、碱、葡萄糖，反应后，产物经冷却、洗涤、干燥，得到所述Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法，其特征在于：包括，将单壁碳纳米管和氧化石墨烯分散在水中得到单壁碳纳米管/氧化石墨烯分散液；向铜盐溶液中依次加入单壁碳纳米管、氧化石墨烯、表面活性剂、碱、葡萄糖，反应后，产物经冷却、洗涤、干燥，得到所述Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料。2.如权利要求1所述的电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法，其特征在于：所述单壁碳纳米管/氧化石墨烯分散液浓度为1.0～2.0g/L。3.如权利要求1或2所述的电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法，其特征在于：所述铜盐包括氯化铜。4.如权利要求1或2所述的电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法，其特征在于：所述铜盐与葡萄糖的摩尔比为3.4～10：100。5.如权利要求1或2所述的电催化水解的Cu2O/单壁碳纳米管/氧化石墨多级复合材料的制备方法，其特征在于：所述的表面活性剂，其浓度为1.5～2.5g/L。6.如权利要求1或2所述的电催化...

【专利技术属性】
技术研发人员：金伟，尹伊建，陈建平，
申请(专利权)人：江南大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32