一种甲醇氧化催化剂的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种甲醇氧化催化剂的制备方法，具体为：将Na2WO4·

【技术实现步骤摘要】
一种甲醇氧化催化剂的制备方法


[0001]本专利技术属于氧化催化
，涉及一种甲醇氧化催化剂的制备方法。

技术介绍

[0002]甲醇氧化催化剂领域，主要是采用铂基材料为催化剂。但是由于铂价格昂贵，且容易发生一氧化碳(CO)中毒，一直是制约铂基催化剂的主要因素。为降低成本、提高催化活性，通常将Pt与其他金属组成双元或者多元纳米复合材料。如Pt
‑
Ru合金中 (Li, L; Xing, YC. Energies, 2009, 2, 789
‑
804)，Ru的存在可以弱化CO在Pt上的吸附强度，降低Pt 的中毒程度。与纯Pt相比，复合催化剂虽然能强化催化效果，但因体系中Pt的存在，很难从根本上消除CO的表面吸附。为此，寻求非Pt类的高活性催化剂，既缓解Pt高昂的价格压力，又能从根本上解决CO吸附中毒的问题，变得异常紧迫。
[0003]在现有关于甲醇氧化的非铂类催化剂当中，主要使用钯基催化剂。但是 Pd 催化剂在许多反应中的电化学性能无法超越 Pt（Chen, D; He, Z; Pei, S; et al. Journal of Alloys and Compounds, 2019, 785, 781
‑
788），而且Pd对CO中毒也很敏感，因此，探讨基他非铂类甲醇氧化催化剂，仍为当前研究的热点。
[0004]另一个提高电催化剂性能的成功策略是在催化剂上负载金属纳米颗粒以形成复合 材料。例如，Mohamed等（Mohamed, MM; Khairy, M; Eid, S. Journal of Power Sources, 2016, 304: 255
‑
265）曾报道将银纳米颗粒掺入钛酸盐纳米管中用于甲醇的氧化，材料展示了良好的催化效果。但是银纳米材料由于在空气中容易被氧化变质，因此其稳定性有待进一步加强。

技术实现思路

[0005]为了解决上述问题，本专利技术提供一种甲醇氧化催化剂的制备方法，具有很高的电化学活性，对MOR具有出色稳定性和抗毒性，不含有Pt，降低了成本，克服了Pt导致的CO吸附中毒问题。
[0006]本专利技术所采用的技术方案是，一种甲醇氧化催化剂的制备方法，具体按照以下步骤进行：S1，将19.1
‑
32.9 mg Na2WO4·
2H2O和29.1
‑
67.3 mg Ni(NO3)2·
6H2O分散在60
‑
80 ml蒸馏水中，超声化学反应后，搅拌均匀，得到黑色的前驱体溶液，黑色溶液在180
‑
200 ℃进行液相水热反应，保持8
‑
12小时；S2，冷却后，将样品过滤，清洗，去除残留的杂质，在70
‑
80
ꢀ°
C的温度下干燥8
‑
10小时，制得镍钨酸盐；S3，将45
‑
55 mg 镍钨酸盐分散在30
‑
40 mL Au胶体中并搅拌均匀，然后收集产品并在超纯水中清洗以去除杂质，在50
‑
70 ℃下干燥8
‑
10小时，即得催化剂。
[0007]进一步的，所述步骤S2中，镍钨酸盐的Ni/W原子比为1：1。
[0008]进一步的，所述步骤S2中，镍钨酸盐的Ni/W原子比为2：1。
[0009]进一步的，所述步骤S2中，镍钨酸盐的Ni/W原子比为4：1。
[0010]进一步的，所述超声化学反应的超声频率36
‑
44 KHz、功率25
‑
52 W。
[0011]进一步的，所述超声化学反应时间为30
‑
45min。
[0012]进一步的，所述步骤S1中，搅拌时间为2
‑
4小时。
[0013]进一步的，所述步骤S2中，用体积比为1：1的水和乙醇水清洗。
[0014]进一步的，所述步骤S3中，搅拌时间为3
‑
4小时。
[0015]本专利技术的有益效果是：本专利技术实施例制备的金纳米粒子修饰的镍钨酸盐纳米复合物用于电催化氧化甲醇，镍钨酸是主催化剂，是无铂类甲醇电化学氧化催化剂，低成本、活性高，克服了Pt导致的CO吸附中毒问题，提高了材料的催化性能。
[0016]本专利技术实施例通过水热法合成纳米材料，工艺流程简单，将Au纳米粒子沉积在不同比例的镍钨酸盐纳米材料表面，得到Au/NiWO复合催化剂，增加了复合材料的比表面积、孔径和孔体积，从而增加了可用于催化反应的活性位点，促进催化性能。通过XRD测试表明这些材料具有独特的晶体结构，通过TEM和HRTEM测量技术显示，AuNPs装饰到合成的镍钨酸盐材料上。电化学测量表明，所制备的电催化剂具有很高的电化学活性和对MOR的出色稳定性和抗毒性。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术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的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0018]图1是本专利技术实施例中Au/NiWO (2:1) (a)、Au/NiWO (1:1) (b)、Au/NiWO (4:1) (c) 在1 M KOH和0.5 M CH3OH溶液中的CV曲线。
[0019]图2是本专利技术实施例2制得的催化剂Au/NiWO(2:1) (a)和对比例1制得的催化剂NiWO(2:1) (b)改性电极的循环伏安图（CV）曲线。
[0020]图3是本专利技术实施例中Au/NiWO (2:1) 在1.0 M KOH中，不同浓度的甲醇（0.3 ~ 1.0 M）下的CV曲线。
[0021]图4是本专利技术实施例中Au/NiWO (2:1) (a)、Au/NiWO (1:1) (b)、Au/NiWO (4:1) (c)的i
‑
t曲线。
[0022]图5是本专利技术实施例中Au/NiWO (2:1) (a)、Au/NiWO (1:1) (b)、Au/NiWO (4:1) (c)的Tafel图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]实施例1，
一种甲醇氧化催化剂的制备方法，具体按照以下步骤进行：S1，将32.9 mg Na2WO4·
2H2O和29.1 mg Ni(NO3)2·
6H2O分散在70 ml蒸馏水中，Na2WO4·
2H2O和Ni(NO3)2·
6H2O的摩尔比为1：1；在超声频率40 KHz、功率40 W的条件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种甲醇氧化催化剂的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤进行：S1，将19.1
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32.9 mg Na2WO4·
2H2O和29.1
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67.3 mg Ni(NO3)2·
6H2O分散在60
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80 ml蒸馏水中，超声化学反应后，搅拌均匀，得到黑色的前驱体溶液，黑色溶液在180
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200 ℃进行液相水热反应，保持8
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12小时；S2，冷却后，将样品过滤，清洗，去除残留的杂质，在70
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80
ꢀ°
C的温度下干燥8
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10小时，制得镍钨酸盐；S3，将45
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55 mg 镍钨酸盐分散在30
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40 mL Au胶体中并搅拌均匀，然后收集产品并在超纯水中清洗以去除杂质，在50
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70 ℃下干燥8
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10小时，即得催化剂。2.根据权利要求1所述一种甲醇氧化催化剂的制...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄海平，孙汉，刘遂军，廖金生，温和瑞，
申请(专利权)人：江西理工大学，
类型：发明
国别省市：