【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于纳米材料及其制备和应用领域，具体涉及一种低维ceo2基pd合金异质纳米结构的制备方法和作为电催化剂在乙二醇氧化反应(egor)中的应用。
技术介绍
1、当今社会对于输出功率高、运行时间持久的电子设备需求愈渐增加，其中液体燃料电池无需电源即可运行。乙二醇作为一种可再生的生物质燃料，可以直接从纤维素中提取，乙二醇因其易于运输储存、沸点高、毒性低等优点被选为液体燃料电池的理想燃料。在氧化醇催化剂方面，铂和铂基催化剂一直具有良好的催化活性，但其价格昂贵且地球储量少，因此取用电子结构与铂相近的钯，钯及钯基催化剂对乙二醇的催化性能已经赶超铂并且抗中毒能力更高。在催化剂中引入非贵金属不仅可以最大限度地降低消耗成本，提高金属钯原子利用率，还可以形成合金加速电子转移，具有电子效应和强相互作用。
2、ceo2被认为是醇类电催化氧化的极佳助催化剂，富含氧空位，在电催化剂中引入氧化铈可以稳定活性金属并调节电子特性。同时，存在缺陷的无定形ceo2纳米晶对表面电子的约束较弱，使电子处于亚稳态，表面电子容易转移和逸出。此外，一维纳米线能够暴露出更多的活性位点，加速电子转移，并且有助于抑制奥斯特瓦尔德熟化过程。而金属合金与金属氧化物形成的合适的、相对稳定的界面结构，也能增强协同效应对催化剂的影响，在提高egor性能的同时还能够提高其稳定性。因此，制备出一种以无定形金属氧化物为基底的贵金属钯合金纳米异质结构对提高醇氧化性能至关重要。
技术实现思路
1、为解决上述问题，本专利技术公开了一种低
2、本专利技术的目的在于提供一种低维ceo2基pd合金异质纳米结构的简易制备方法；所述制备方法采用简单易行的水体系合成法，在低温常压下通过简单的一锅水热合成法得到无定形纳米材料，所取方法操作简单、可重复性强。
3、本专利技术的另一目的在于提供通过上述方法制备得到的一种低维ceo2基pd合金异质纳米结构。
4、本专利技术的另一目的还在于提供上述低维ceo2基pd合金异质纳米结构作为电催化剂在egor中的应用。
5、为达到上述目的，本专利技术的技术方案如下：
6、本专利技术提供一种低维ceo2基pd合金异质纳米结构的制备方法，包括以下步骤：
7、(1)ceo2纳米线基底的制备：将表面活性剂加热溶解后，加入调节溶液ph的碱溶液和铈源，静置1h-2h，自然冷却后得到氧化铈纳米线；
8、(2)低维ceo2基pd合金异质纳米结构的制备：向制备的氧化铈纳米线中加入钯源并分别加入非贵金属铜源和锌源或铜源和银源，同时投入+0还原剂恒温保持，洗涤离心数次并真空干燥后获得产物ceo2/pdcuznnws和ceo2/pdcuag nws异质结构。
9、本专利技术所述的低维ceo2基pd合金异质纳米结构制备方法采用简单易行的一锅合成法在水体系中进行。所述制备方法条件简单，重复性强，操作简便且可行性高。
10、进一步地，步骤(1)中，铈源与表面活性剂的摩尔比为1：18-22。
11、进一步地，步骤(1)中，所述调节溶液ph的碱溶液为0-1mnaoh溶液，调节溶液ph为10.2-11.0。
12、进一步地，步骤(1)中，所述铈源为ce(no3)3·6h2o溶液，所述ce(no3)3·6h2o的浓度为0.01-0.1m。
13、进一步地，步骤(1)中，所述表面活性剂为双十八烷基二甲基氯化，加热溶解的温度为85-100℃；静置的温度为85-100℃。
14、进一步地，步骤(2)中，氧化铈纳米线与钯源的摩尔比为1：1.6-1.8，所述+0还原剂与钯源的摩尔比为1：0.16-0.18；所述恒温保持的温度为85-100℃，恒温保持的时间为1h-2h。
15、进一步地，步骤(2)中，所述钯源主要由pdcl2与hcl制备，并加入去离子水配置成0.01-0.05m的氯钯酸；所述+0还原剂为硼氢化钠和水合肼中的一种或多种；所述洗涤采用的洗涤溶液为乙醇和水的混合溶液。
16、进一步地，步骤(2)中，所述非贵金属源为铜源、银源、锌源，所述非贵金属源的浓度均为0.01-0.05m，所述铜源为cu(no3)2·3h2o，所述银源为agno3，所述锌源为zn(no3)2·6h2o；所述钯源与铜源、锌源、银源的摩尔比为7-10：1：1：1。
17、本专利技术还提供一种以上所述的制备方法制备得到的低维ceo2基pd合金异质纳米结构材料。所述ceo2基可合成为无定形纳米线。
18、进一步地，所述低维ceo2基pd合金异质纳米结构ceo2纳米线宽度为1.3～2.8nm，pdcuag纳米线宽度为3.0nm，pdcuzn纳米颗粒粒径为1.20～4.80nm，合金纳米晶格大约在0.231nm～0.233nm。
19、本专利技术还提供一种以上所述制备方法制备的低维ceo2基pd合金异质纳米结构作为电催化剂在碱性乙二醇氧化中的应用。
20、以乙二醇氧化反应作为探针反应，考察了本专利技术所得纳米催化剂的电催化性能。采用本专利技术制备方法简单快速地得到目标产物，通过构建异质界面、引入金属氧化物和非金属元素，以及形成合金来弥补单组分的不足等。本专利技术中氧化铈为不规则排列组成的纳米线，由pd、zn、cu三种金属元素合成的金属合金生长在纳米线表面，3d过渡金属合金化能够调节pd基催化剂的原子排列和电子结构，结构中具有协同效应和电子效应。在催化乙二醇氧化反应中ce、cu、zn均向pd传递电子，过渡金属cu具备再生活性位点的能力，形成合金可以加速pd电子转移，从而促进egor。金属zn是第四常见的金属，zn可以修饰pd纳米材料上的低配位活性位点，能够增加pd的电子密度。合金能够使电解质中存在的*oh形成m-(oh)ads中间体除去，减少pd与吸附物的结合。
21、本专利技术中ceo2/pdcuzn nws和ceo2/pdcuag nws的氧化峰在相对应的体系中均为最高，有着最好的质量活性，将测得的数据进行归一化处理，是商业pd/c的5.1倍左右；两者的稳定性也为最好，经过5000s的it测试后，专利技术样品最终剩余质量活性最高。
22、本专利技术的有益效果为：
23、本专利技术所述制备方法在较低温度常压下利用软模板法制备低维ceo2基pd合金纳米异质结构的简单方法，讨论了其所具备的协同作用、界面结构、超细纳米线与超小粒径纳米颗粒对电催化活性提高的优势。结果表明，形成的合金颗粒和无定形金属氧化物ceo2的加入增强了钯基催化剂在碱性条件下的乙二醇氧化活性。为绿色、清洁可再生能源领域有着广阔的应用前景。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种低维CeO2基Pd合金异质纳米结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低维CeO2基Pd合金异质纳米结构的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，铈源与表面活性剂的摩尔比为1：18-22。
3.根据权利要求1所述的一种低维CeO2基Pd合金异质纳米结构的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述调节溶液pH的碱溶液为0-1MNaOH溶液，调节溶液pH为10.2-11.0。
4.根据权利要求1所述的一种低维CeO2基Pd合金异质纳米结构的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述铈源为Ce(NO3)3·6H2O溶液，所述Ce(NO3)3·6H2O的浓度为0.01-0.1M。
5.根据权利要求1所述的一种低维CeO2基Pd合金异质纳米结构的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述表面活性剂为双十八烷基二甲基氯化，加热溶解的温度为85-100℃；静置的温度为85-100℃。
6.根据权利要求1所述的一种低维CeO2基Pd合金异质纳米结构的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，氧化铈纳米线与钯源的摩
7.根据权利要求1所述的一种低维CeO2基Pd合金异质纳米结构的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述钯源主要由PdCl2与HCl制备，并加入去离子水配置成0.01-0.05M的氯钯酸；所述+0还原剂为硼氢化钠和水合肼中的一种或多种；所述洗涤采用的洗涤溶液为乙醇和水的混合溶液。
8.根据权利要求1所述的一种低维CeO2基Pd合金异质纳米结构的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述非贵金属源为铜源、银源、锌源，所述非贵金属源的浓度均为0.01-0.05M，所述铜源为Cu(NO3)2·3H2O，所述银源为AgNO3，所述锌源为Zn(NO3)2·6H2O；所述钯源与铜源、锌源、银源的摩尔比为7-10:1:1:1。
9.一种如权利要求1-8中任一项所述的制备方法制备得到的低维CeO2基Pd合金异质纳米结构材料。
10.权利要求1-8中任一项所述制备方法制备的低维CeO2基Pd合金异质纳米结构作为电催化剂在碱性乙二醇氧化中的应用。
...【技术特征摘要】
1.一种低维ceo2基pd合金异质纳米结构的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种低维ceo2基pd合金异质纳米结构的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，铈源与表面活性剂的摩尔比为1：18-22。
3.根据权利要求1所述的一种低维ceo2基pd合金异质纳米结构的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述调节溶液ph的碱溶液为0-1mnaoh溶液，调节溶液ph为10.2-11.0。
4.根据权利要求1所述的一种低维ceo2基pd合金异质纳米结构的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述铈源为ce(no3)3·6h2o溶液，所述ce(no3)3·6h2o的浓度为0.01-0.1m。
5.根据权利要求1所述的一种低维ceo2基pd合金异质纳米结构的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述表面活性剂为双十八烷基二甲基氯化，加热溶解的温度为85-100℃；静置的温度为85-100℃。
6.根据权利要求1所述的一种低维ceo2基pd合金异质纳米结构的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，氧化铈纳米线与钯源的摩尔比为1：1.6-...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。