一种提高Bi修饰的Pt催化剂的甘油电氧化反应活性的方法技术

本发明专利技术公开一种提高Bi修饰的Pt催化剂在甘油电氧化反应中活性的方法，属于甘油电氧化转化技术领域。具体是将Bi修饰的Pt催化剂置于KOH溶液中进行循环伏安扫描或恒定电位预处理，然后应用在甘油电氧化反应中。通过对Bi修饰的Pt催化剂进行电化学预处理，显著的提升了催化剂的催化活性，解决了现有液态醇类燃料电池催化剂活性不高的问题。本发明专利技术方法简单易行。行。行。

【技术实现步骤摘要】
一种提高Bi修饰的Pt催化剂的甘油电氧化反应活性的方法


[0001]本专利技术属于甘油电氧化转化
，特别是涉及一种提高Bi修饰的Pt催化剂在甘油电氧化反应中活性的方法。

技术介绍

[0002]随着环境污染和能源问题的不断加剧，低污染、高效率的燃料电池受到了广泛关注。直接醇类燃料电池同氢燃料电池相比，醇类作为液体方便运输和存储，且具有较高的能量密度，来源广。特别是多元醇甘油在电氧化转化为电力的同时，其部分氧化产物多为高附加值的精细化工品。但甘油电氧化为多电子转移过程，催化动力学慢，C
‑
C键断裂所需能量势垒高；且甘油作为多元醇，反应路径复杂，氧化产物及吸附中间体多样化。因此，开发高效的催化剂电催化氧化甘油对于促进燃料电池的发展和应用具有十分重要的意义。
[0003]阳极甘油的电催化氧化是结构敏感型反应，其反应活性和产物分布同反应体系以及催化剂的结构和性质息息相关。负载型Pt催化剂是电催化氧化醇最有效的催化剂，但其价格昂贵且易中毒失活，从而限制了其商业应用。因此，对负载型Pt催化剂结构进行有效修饰与调控，提高其催化性能具有非常重要的现实意义。

技术实现思路

[0004]基于上述内容，本专利技术提供一种提高Bi修饰的Pt催化剂的甘油电氧化反应活性的方法。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：
[0006]一种提高Bi修饰的Pt催化剂在甘油电氧化反应中活性的方法，包括以下步骤：
[0007]在应用之前，将Bi修饰的Pt催化剂置于KOH溶液中进行循环伏安扫描或恒定电位预处理。
[0008]进一步地，所述Bi修饰的Pt催化剂包括负载型PtBi催化剂和吸附型PtBi催化剂。优选为，所述负载型PtBi催化剂为碳材料表面负载的PtBi催化剂，Pt的负载量为2～10wt.％，优选为5wt.％；Bi的负载量为2～10wt.％，优选为1wt.％；碳材料为碳纳米管、石墨烯、碳纤维、活性炭、石墨、炭黑中的任意一种。
[0009]Bi修饰的Pt催化剂的制备方法为化学还原法、浸渍法、H2还原法中的任意一种。优选的，Pt催化剂制备为乙二醇还原法，Bi修饰方法为浸渍法。
[0010]进一步地，所述KOH溶液的浓度为0.002
‑
0.4M。优选为0.1M。
[0011]进一步地，所述循环伏安扫描的扫描电位为
‑
1～0.45V，扫描次数为1～100次。优选为10次。
[0012]进一步地，所述恒定电位预处理的电位为
‑
1～
‑
0.4V，处理时间为50～4000s。优选电位为
‑
1V，优选处理时间为250s。
[0013]本专利技术还提供一种三电极体系，以甘油电氧化反应液为液体，以负载Bi修饰的Pt催化剂的玻璃电极为工作电极，以碳棒为对电极，以KCl饱和的Ag/AgCl为参比电极。
[0014]进一步地，所述甘油电氧化反应液中含有甘油和氢氧化钾溶液。
[0015]进一步地，所述甘油电氧化反应液中甘油浓度为1M，所述氢氧化钾溶液浓度为1M。
[0016]本专利技术技术构思：
[0017]甘油电氧化反应作为结构敏感型反应，其催化性能与催化剂的结构和催化微环境息息相关。Pt催化剂上预负载及预吸附的Bi能显著提升Pt催化剂催化甘油电氧化的性能，但Bi修饰的Pt催化剂结构和催化微环境在电氧化反应中存在一定的动态结构改变，故本专利技术利用Bi修饰的Pt催化剂在氢氧化钾电解质中经过循环伏安扫描或恒定电位预处理，Pt上或邻近的Bi的几何结构、Bi物种及物种比例都会存在一定的动态改变，从而进一步调控并优化甘油电氧化催化性能。
[0018]与现有技术相比，本专利技术的有益效果为：
[0019]本专利技术提供一种提高Bi修饰的Pt催化剂在甘油电氧化反应中活性的方法，通过将PtBi催化剂进行电化学预处理，显著的提升了Bi修饰的Pt催化剂的催化活性，解决了现有液态醇类燃料电池催化剂活性不高的问题。同时还能够缓解Pt催化剂的中毒失活问题。
[0020]本专利技术方法简单易行。
附图说明
[0021]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。
[0022]图1为本专利技术实施例1
‑
7中基于Pt催化剂的甘油电氧化循环伏安图；
[0023]图2为本专利技术实施例1
‑
7中基于Pt催化剂的CO
‑
stripping图。
具体实施方式
[0024]现详细说明本专利技术的多种示例性实施方式，该详细说明不应认为是对本专利技术的限制，而应理解为是对本专利技术的某些方面、特性和实施方案的更详细的描述。
[0025]应理解本专利技术中所述的术语仅仅是为描述特别的实施方式，并非用于限制本专利技术。另外，对于本专利技术中的数值范围，应理解为还具体公开了该范围的上限和下限之间的每个中间值。在任何陈述值或陈述范围内的中间值以及任何其他陈述值或在所述范围内的中间值之间的每个较小的范围也包括在本专利技术内。这些较小范围的上限和下限可独立地包括或排除在范围内。
[0026]除非另有说明，否则本文使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所述领域的常规技术人员通常理解的相同含义。虽然本专利技术仅描述了优选的方法和材料，但是在本专利技术的实施或测试中也可以使用与本文所述相似或等同的任何方法和材料。本说明书中提到的所有文献通过引用并入，用以公开和描述与所述文献相关的方法和/或材料。在与任何并入的文献冲突时，以本说明书的内容为准。
[0027]在不背离本专利技术的范围或精神的情况下，可对本专利技术说明书的具体实施方式做多种改进和变化，这对本领域技术人员而言是显而易见的。由本专利技术的说明书得到的其他实施方式对技术人员而言是显而易见的。本申请说明书和实施例仅是示例性的。
[0028]关于本文中所使用的“包含”、“包括”、“具有”、“含有”等等，均为开放性的用语，即意指包含但不限于。
[0029]本专利技术中所述的“室温”如无特别说明，均指15
‑
30℃。
[0030]本专利技术实施例中所用的原料均可通过市售途径购买得到。
[0031]除非特别说明，本专利技术采用的试剂、方法和设备均为本
常规试剂、方法和设备。
[0032]一种提高Bi修饰的Pt催化剂在甘油电氧化反应中活性的方法，包括以下步骤：
[0033]在应用之前，将Bi修饰的Pt催化剂置于KOH溶液中进行循环伏安扫描或恒定电位预处理。
[0034]在一些优选实施例中，所述Bi修饰的Pt催化剂包括负载型PtBi催化剂和吸附型PtBi催化剂。优选为，所述负载型PtBi催化剂为碳材料表面负载的PtBi催化剂，Pt的负载量为2～10wt.％，优本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种提高Bi修饰的Pt催化剂在甘油电氧化反应中活性的方法，其特征在于，包括以下步骤：在应用之前，将Bi修饰的Pt催化剂置于KOH溶液中进行循环伏安扫描或恒定电位预处理。2.根据权利要求1所述的提高Bi修饰的Pt催化剂在甘油电氧化反应中活性的方法，其特征在于，所述Bi修饰的Pt催化剂包括负载型PtBi催化剂和吸附型PtBi催化剂。3.根据权利要求1所述的提高Bi修饰的Pt催化剂在甘油电氧化反应中活性的方法，其特征在于，所述KOH溶液的浓度为0.002
‑
0.4M。4.根据权利要求1所述的提高Bi修饰的Pt催化剂在甘油电氧化反应中活性的方法，其特征在于，所述循环伏安扫描的扫描电位为
‑
1～0.45V，扫描次数为...

【专利技术属性】
技术研发人员：宁小媚，占亮，周小松，罗金，范旭良，
申请(专利权)人：岭南师范学院，
类型：发明
国别省市：