本发明专利技术提供了一种石墨烯复合物，包括石墨烯层、设置于所述石墨烯层上的普鲁士蓝层和设置于所述普鲁士蓝层上的纳米铂颗粒。在本发明专利技术中，普鲁士兰的存在使得沉积在普鲁士蓝表面的纳米铂颗粒具有较小的平均粒径，从而赋予催化剂更大的活性表面积；而且普鲁士兰配合物的特点也有利于增强Pt和石墨烯之间的相互作用，降低了催化剂在电极表面的脱落，从而提高了其催化稳定性；再者普鲁士兰中心的铁离子与CO具有较强的相互作用，从而能够在一定程度上减少CO对Pt催化剂的毒性吸附，并促进了CO的脱附氧化过程，因此催化剂的抗毒性明显提高。因此，本发明专利技术提供的石墨烯复合物对甲醇的催化氧化具有较高的催化活性，且具有较强的抗毒性作用。
【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术提供了一种石墨烯复合物，包括石墨烯层、设置于所述石墨烯层上的普鲁士蓝层和设置于所述普鲁士蓝层上的纳米铂颗粒。在本专利技术中，普鲁士兰的存在使得沉积在普鲁士蓝表面的纳米铂颗粒具有较小的平均粒径，从而赋予催化剂更大的活性表面积；而且普鲁士兰配合物的特点也有利于增强Pt和石墨烯之间的相互作用，降低了催化剂在电极表面的脱落，从而提高了其催化稳定性；再者普鲁士兰中心的铁离子与CO具有较强的相互作用，从而能够在一定程度上减少CO对Pt催化剂的毒性吸附，并促进了CO的脱附氧化过程，因此催化剂的抗毒性明显提高。因此，本专利技术提供的石墨烯复合物对甲醇的催化氧化具有较高的催化活性，且具有较强的抗毒性作用。【专利说明】
本专利技术涉及电分析化学
，尤其涉及一种。
技术介绍
随着不可再生资源的日益匮乏以及现代化工业生产对能源需求的日益增加，对于可再生资源的新能源开发和利用成为当今社会的紧迫课题。甲醇，由于其来源广泛，价格低廉，近年来作为新能源利用形式已有较多研究，甲醇燃料电池就是其中之一。甲醇燃料电池是质子交换膜燃料电池中的一类，直接使用甲醇水溶液或蒸汽甲醇为燃料供给来源，而不需要甲醇、汽油及天然气的重整制氢以供发电。甲醇燃料电池具有能量密度高、环境友好等特点，但催化剂中毒效应严重、催化效率低下，至今未实现大规模商业化。因此对于广大研究者来说，合成新型催化剂以提高催化剂的利用率和抗中毒性是实现甲醇燃料电池商业化的关键。由于Pt基催化剂具有较好的催化性能，目前针对上述问题开展的工作主要包括优化Pt的形貌和平均粒径，Pt高活性面的合成，Pt基合金催化剂的合成以及新型载体的研究，以制备出具有较高催化剂利用率和较高抗中毒性能的Pt基催化剂。石墨烯，由于其较大的比表面积和优异的导电性，以其作为燃料电池催化剂载体已引起广泛研究。而石墨烯与催化剂的相互作用对于催化剂催化活性的表达具有重要影响，例如对于Pt、Pd / GN,Co3O4 / GN和PtFe / GN的研究。这些研究都是将催化剂颗粒直接生长在石墨烯表面，欲最大化的提高二者的接触面积，从而提高催化剂的催化性能。但其制备的催化剂颗粒缺乏粒径和形貌控制，在一定程度上仍未能满足工业化生产甲醇燃料电池催化剂的需要。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种石墨烯复合物、其在催化甲醇氧化中的应用、修饰电极及其制备方法，本专利技术提供的石墨烯复合物对于甲醇的催化氧化具有较高的电化学活性，具有较高的化学稳定性和抗CO毒性。本专利技术提供了一种石墨烯复合物，包括石墨烯层、设置于所述石墨烯层上的普鲁士蓝层和设置于所述普鲁士蓝层上的纳米钼颗粒。优选的，所述石墨烯层的厚度为ΙΟΟμπι?200μηι;所述普鲁士蓝层的厚度为ΙΟΟμπι?200μπι;所述纳米钼颗粒的平均粒径为30nm?60nm。优选的,所述纳米钼颗粒的平均粒径为40nm?55nm。本专利技术提供了一种修饰电极，包括基底电极和修饰层； 所述基底电极为ITO电极；所述修饰层为上述技术方案所述石墨烯复合物。本专利技术提供了一种修饰电极的制备方法，包括以下步骤:a)将石墨烯分散液涂覆于ITO基底电极的表面，干燥后得到石墨烯修饰ITO电极；b)将所述石墨烯修饰ITO电极置于普鲁士蓝电解液中，第一电化学沉积得到普鲁士蓝-石墨烯修饰电极；c)将所述普鲁士蓝-石墨烯修饰电极置于氯钼酸溶液中，第二电化学沉积得到权利要求4所述修饰电极。优选的，所述步骤a)前还包括以下步骤:将ITO基底电极依次在丙酮、乙醇和去离子水中超声，干燥。优选的,所述石墨烯分散液的质量浓度为0.5mg / mL?3mg/mL。优选的，所述普鲁士蓝电解液包括铁氰化钾、氯化铁和电解质； 所述第一电化学沉积为恒电位沉积。优选的，所述氯钼酸溶液包括氯钼酸和硫酸；所述第二电化学沉积为恒电位沉积。上述技术方案所述石墨烯复合物在催化甲醇氧化中的应用。本专利技术提供了一种石墨烯复合物，包括石墨烯层、设置于所述石墨烯层上的普鲁士蓝层和设置于所述普鲁士蓝层上的纳米钼颗粒。本专利技术提供的石墨烯复合物对甲醇的氧化具有较高的催化活性，本专利技术将所述石墨烯复合物作为修饰层，对ITO电极进行修饰，再将得到的修饰电极考察对甲醇的催化氧化。在本专利技术提供的石墨烯复合物中，普鲁士兰优异的电子特性和多孔特征有利于Pt纳米粒子的均匀沉积，使得沉积在普鲁士蓝表面的纳米钼颗粒具有较小的平均粒径，赋予催化剂更大的活性表面积；而且普鲁士兰配合物的特点也有利于增强Pt和石墨烯之间的相互作用，降低了催化剂在电极表面的脱落，从而提高了其催化稳定性；再者普鲁士兰中心的铁离子与CO具有较强的相互作用，从而能够在一定程度上减少CO对石墨烯复合物的毒性吸附，并促进了 CO的脱附氧化过程，因此催化剂的抗毒性明显提高。因此，本专利技术提供的石墨烯复合物对甲醇的催化氧化具有较高的催化活性，且具有较强的抗毒性作用。石墨烯复合物对甲醇的催化氧化具有较高的催化活性，且具有较强的抗毒性作用。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术实施例1和比较例I?3得到的电极修饰层的扫描电镜图；图2为本专利技术实施例1和比较例3得到的石墨烯复合物的EDX谱图；图3A为本专利技术实施例2和比较例4得到的循环伏安曲线；图3B为本专利技术实施例3和比较例5得到的循环伏安曲线；图3C为本专利技术实施例4和比较例6得到的循环伏安曲线；图3D为本专利技术实施例5和比较例7得到的电流-时间曲线；图4A为本专利技术实施例6得到的不同扫速下的循环伏安曲线；图4B为本专利技术比较例8得到的不同扫速下的循环伏安曲线；图4C为本专利技术实施例6和比较例8得到的峰电流密度和扫速平方根之间的线性曲线；图4D为本专利技术实施例6和比较例8得到的峰电位和log( u )之间的线性曲线。【具体实施方式】本专利技术提供了一种石墨烯复合物，包括石墨烯层、设置于所述石墨烯层上的普鲁士蓝层和设置于所述普鲁士蓝层上的纳米钼颗粒。在本专利技术中，普鲁士蓝层的存在更有利于纳米钼颗粒的沉积，提高了石墨烯复合物的电化学活性表面积；而且普鲁士蓝也增强了纳米钼颗粒与石墨烯之间的相互作用，提高了石墨烯复合物的稳定性，不易在电极表面脱落；再者普鲁士蓝中心的铁离子能够与CO相互作用，减少了 CO对石墨烯复合物的毒化作用。本专利技术提供的石墨烯复合物包括石墨烯层。在本专利技术中，所述石墨烯层的厚度优选为100 μ m?200 μ m,更优选为120 μ m?180 μ m,最优选为140 μ m?160 μ m。本专利技术对所述石墨烯的来源没有特殊的限制，采用本领域技术人员熟知的石墨烯的制备方法自行制备即可。本专利技术优选采用申请号为201310143899.8的中国专利公开的石墨烯的制备方法。在本专利技术中，所述石墨烯的层数3层?9层，更优选为4层?8层；所述石墨烯的厚度优选为2nm?4nm,更优选为2.5nm?3.5nm。本专利技术提供的石墨烯复合物包括普鲁士蓝层，所述普鲁士蓝层设置于所述石墨烯层表面。在本专利技术中，所述普鲁士蓝层的厚度优选为100 μ m?200 μ m,更优选为120 μ m?180 μ m,最优选为140 μ m?160 μ m。本专利技术对所述普鲁士蓝的来源没有特殊的限制,采用本领域技术人员熟知的普鲁士蓝即可。本专利技术提供的石墨烯复合物包括纳米钼颗粒，所述纳米钼颗粒设置于所述本文档来自技高网...
【技术保护点】
石墨烯复合物，包括石墨烯层、设置于所述石墨烯层上的普鲁士蓝层和设置于所述普鲁士蓝层上的纳米铂颗粒。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王宗花，夏建飞，张菲菲，夏霖，史国玉，李延辉，夏延致，
申请(专利权)人：青岛大学，
类型：发明
国别省市：
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。