【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于电催化领域，涉及到一种在碱性条件下可将乙二醇电催化选择性氧化为乙醇酸的高活性双金属纳米催化剂的制备方法。
技术介绍
1、电催化醇氧化反应（aor）是关键的电催化反应之一，它可以与其他电催化还原反应耦合形成具有不同功能的反应体系。例如，当aor与氧还原反应相结合时，直接醇燃料电池可以产生高附加值的有机酸和清洁能源。当aor与水还原反应（析氢反应，her）耦合时，也可以同时获得作为可生物降解的塑料单体的有机酸（或其盐形式的前体）以及作为清洁能源载体的氢，且能耗低于水分解反应。乙醇酸作为一种可生物降解的塑料单体和化妆品中的重要成分，可以通过选择性氧化乙二醇的一端伯羟基来生产。在乙二醇选择性氧化的热催化过程中，因为使用氧气作为氧化剂，主要的副产物是水。由于该过程中催化剂均匀地分散在反应溶液中，因此需要额外的过程来分离产物并在反应后回收催化剂。铂及铂合金材料因燃料电池技术的快速发展受到了广泛关注，铂基纳米催化剂也因其独特的物理和化学性质，在催化领域有着重要的研究价值，且被认为是酸性和碱性介质中醇氧化反应的最佳催化剂。但是金属铂存在几个导致其无法进行大规模商业化应用的缺点：第一，金属铂在地球上的储量较低，价格比较昂贵；第二，在催化醇氧化的反应过程中，金属铂易吸附co类毒性中间体，阻碍小分子醇在其表面的进一步吸附和氧化，从而发生中毒现象。
技术实现思路
1、针对现有技术的不足，本专利技术提供了一种高活性双金属纳米催化剂的制备方法，本专利技术方法制备的催化剂在乙二醇电催化选择性氧化为
2、本专利技术的高活性双金属纳米催化剂的制备方法，包括如下内容：
3、（1）将碳纳米管加入超纯水中，进行超声分散处理，得到黑色悬浊液；
4、（2）将一定比例氯铂酸和硝酸银加入超纯水中，超声分散制成前驱体溶液，并向其中添加硼氢化钾，使金属离子还原为单质；
5、（3）向步骤（2）的前驱体溶液中添加步骤（1）得到的悬浊液，并在一定外加磁场条件下，混合反应一段时间后，经过滤、洗涤和干燥，得到高活性双金属纳米催化剂。
6、本专利技术方法中，步骤（1）所述的碳纳米管可以采用市售短多壁碳纳米管，纯度95wt%，长度0.5~2μm，直径5~15nm。
7、本专利技术方法中，步骤（1）所述的黑色悬浊液的固液质量比为1~3：1。
8、本专利技术方法中，步骤（1）所述的超声分散处理条件为：超声处理时间为5~10分钟，超声功率为240~720w。
9、本专利技术方法中，步骤（2）所述的氯铂酸和硝酸银的摩尔比为0.3~3：1；氯铂酸与超纯水的摩尔比为1：15~25。
10、本专利技术方法中，步骤（2）所述的硼氢化钾与氯铂酸的摩尔比为1 ~ 5：1。
11、本专利技术方法中，步骤（3）所述的前驱体溶液与悬浊液的体积比为10 ~ 20：1，应使碳纳米管上的理论总金属担载量为5～25.0wt%。
12、本专利技术方法中，步骤（3）所述的外加磁场强度为0.1~ 5t，进一步优选为2~4t，磁场强度与硼氢化钾的比例为0.3 ~ 1.5：1，在磁场和还原剂的共同作用下可使金属单质更好的负载于碳纳米管上。
13、本专利技术方法中，步骤（3）所述的混合反应采用机械搅拌的方式，混合反应时间为12~24小时，混合反应温度为20 ~ 25℃。
14、本专利技术的高活性双金属纳米催化剂在电催化乙二醇选择性氧化生成乙醇酸反应中的应用，具体方法为：使用高活性双金属纳米催化剂为阳极催化剂，汞-氧化汞电极为参比电极，泡沫镍为对电极，反应条件为：-0.33~-0.48v的电压下，反应2~4h。
15、本专利技术方法与现有技术相比具有如下优点：在外加磁场的作用下控制金属纳米粒子在碳纳米管上的生长过程，通过调节磁场强度和还原剂浓度，选择适宜的配比使铂银两种金属以更优的方式在碳纳米管上分布，能够更有效减轻相邻活性位点上c2物质的解离吸附引起的碳-碳裂解，促进含醛中间体向羧酸盐的转化，进一步实现碱性条件下电催化乙二醇选择性氧化为乙醇酸的高催化性能。本专利技术方法操作简单，反应温和，制备得到的催化剂不易团聚，此外，电催化材料以电极的形式（类似于固定催化剂床）参与反应过程，简化了反应产物和催化剂的分离，为高价值化学品和h2的电催化热电联产开辟了一条新途径。
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1.一种高活性双金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于包括如下内容：（1）将碳纳米管加入超纯水中，进行超声分散处理，得到黑色悬浊液；（2）将一定比例氯铂酸和硝酸银加入超纯水中，超声分散制成前驱体溶液，并向其中添加硼氢化钾，使金属离子还原为单质；（3）向步骤（2）的前驱体溶液中添加步骤（1）得到的悬浊液，并在一定外加磁场条件下，混合反应一段时间后，经过滤、洗涤和干燥，得到高活性双金属纳米催化剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的碳纳米管为市售短多壁碳纳米管，纯度95wt%，长度0.5~2μm，直径5~15nm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的黑色悬浊液的固液质量比为1~3：1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：其特征在于：步骤（1）所述的超声分散处理条件为：超声处理时间为5~10分钟，超声功率为240~720W。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述的氯铂酸和硝酸银的摩尔比为0.3~3：1；氯铂酸与超纯水的质量比为1：15~25。
6.根据权
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述的前驱体溶液与悬浊液的体积比为10 ~ 20：1，使碳纳米管上的理论总金属担载量为5~25 wt%。
8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述的外加磁场强度为0.1~ 5T，进一步优选为2~4T，磁场强度与硼氢化钾的比例为0.3 ~ 1.5：1。
9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（3）所述的混合反应采用机械搅拌的方式，混合反应时间为12~24小时，混合反应温度为20 ~ 25℃。
10.一种高活性双金属纳米催化剂在电催化乙二醇选择性氧化生成乙醇酸反应中的应用。
11.根据权利要求10所述的应用，其特征在于：使用高活性双金属纳米催化剂为阳极催化剂，汞-氧化汞电极为参比电极，泡沫镍为对电极，反应条件为：-0.33~-0.48V的电压下，反应2~4h。
...【技术特征摘要】
1.一种高活性双金属纳米催化剂的制备方法，其特征在于包括如下内容：（1）将碳纳米管加入超纯水中，进行超声分散处理，得到黑色悬浊液；（2）将一定比例氯铂酸和硝酸银加入超纯水中，超声分散制成前驱体溶液，并向其中添加硼氢化钾，使金属离子还原为单质；（3）向步骤（2）的前驱体溶液中添加步骤（1）得到的悬浊液，并在一定外加磁场条件下，混合反应一段时间后，经过滤、洗涤和干燥，得到高活性双金属纳米催化剂。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的碳纳米管为市售短多壁碳纳米管，纯度95wt%，长度0.5~2μm，直径5~15nm。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（1）所述的黑色悬浊液的固液质量比为1~3：1。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：其特征在于：步骤（1）所述的超声分散处理条件为：超声处理时间为5~10分钟，超声功率为240~720w。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于：步骤（2）所述的氯铂酸和硝酸银的摩尔比为0.3~3：1；氯铂酸与超纯水...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘嘉琪，张会成，季洪海，高波，王雪莉，
申请(专利权)人：中国石油化工股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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