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一种粒径大于10微米具有雪丽球形貌的钯基催化剂的制备方法

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2022-10-28 09:41:50

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 涂媛 | 2022-10-28 09:41:50

本发明公开了一种粒径大于10微米具有雪丽球形貌的钯基催化剂的制备方法。包括:配制浓度在0 .5~2 .0molL‑1的糖溶液,取15mL该糖溶液于反应釜中,加入一定量的离子液体和表面活性剂,随后,将反应釜在120°C~250°C下加热,洗涤抽滤后,将样品在鼓风干燥箱中于80°C干燥制得碳材料,之后称量15mg上述制备的碳材料于5mL的离心管中,加入20mgPdO和二次蒸馏水,形成一悬浊液,经10分钟超声处理,将其全部转移到反应釜中,将此反应釜于200°C下水热2~6h,将得到的样品分别用乙醇和二次蒸馏水各清洗3次,经空气干燥后,得到成品催化剂。本发明制备方法简单、成本低廉。实验证明,所得催化剂对乙醇的电氧化具有良好的催化性能,有望成为新型的乙醇燃料电池催化剂。

一种粒径大于10微米具有雪丽球形貌的钯基催化剂的制备方法,其特征在于包括以下步骤:(1)原料准备糖:葡萄糖、蔗糖,其中一种;离子液体:1‑丁基‑3‑甲基咪唑四氟硼酸盐、氯化1‑丁基‑3‑甲基咪唑盐、丁基‑3‑甲基咪唑三氟乙酸盐,其中一种;表面活性剂:十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)、十二烷基硫酸钠(SDS)、乙二胺四乙酸(EDTA)、聚乙烯吡咯烷酮(PVP),其中一种;(2)碳材料制备配制浓度在0.5~2.5molL‑1范围的糖溶液,然后取15mL该糖溶液转移到反应釜中,随后加入0.2~1mL的离子液体,之后再加入0.05~1.5g的表面活性剂,随后,将反应釜在120°C~250°C下加热6~12h,自然冷却至室温,将得到的样品分别用乙醇和二次蒸馏水各清洗3次,最后在鼓风干燥箱中于80°C下干燥3~8h即得碳材料;(3)催化剂制备称取15mg上述制备的碳材料放在5mL的离心管中,加入20mgPdO和二次蒸馏水,形成悬浊液,经10min超声处理,将其全部转移到反应釜中,随后将反应釜于200°C下水热2~6h,将得到的样品分别用乙醇和二次蒸馏水各清洗3次,经自然干燥后,得到成品催化剂。

乙醇燃料电池因其具有能量密度高、操作简便、便于携带、安全环保等特点,在一些电子设备和电动汽车上得到了应用。然而随着研究的深入,人们发现,乙醇的电氧化过程只能在铂、钯等贵金属上进行,而在其他金属表面不能发生。这样,乙醇燃料电池就不得不使用价格昂贵的铂钯催化剂,使得乙醇燃料电池的价格居高不下,很难走到普通用户身边。因此,开发碳载铂钯催化剂就成为了降低乙醇燃料电池价格的一种可行的方法。钯的价格较铂低很多,且储量丰富,因而,研发碳载钯基催化剂自然成为目前乙醇电氧化催化剂研发的又一热点。从理论上,将单质钯颗粒分布到石墨烯、碳纳米管以及其他碳材料上就可得到不同形貌和大小的碳载钯基催化剂。文献调研显示,以氧化钯为钯源,采用水热的方法,制备出直径大于10微米具有雪丽球形貌的钯基催化剂的研究,未见报道。

河北师范大学是一所具有百年历史和光荣传统的省属重点大学。学校起源于1902年创建于北京的顺天府学堂和1906年创建于天津的北洋女师范学堂。1996年6月,原河北师范大学、河北师范学院与创建于1952年的河北教育学院、创建于1984年的河北职业技术师范学院合并,组建成新的河北师范大学。校友中有老一代革命家邓颖超、刘清扬、郭隆真、杨秀峰、康世恩、荣高棠等,有学界名人梁漱溟、张申府、汤用彤等,有中科院院士严陆光、郝柏林等,也有许绍发、蔡振华等一批体育界精英。新中国成立以来,学校共为国家培养了20余万名专业人才。 学校新校区占地1829亩,馆藏图书340.64万册。学校现有在职教职工2856名,其中专任教师1577人,教授405人,副教授994人,中国科学院院士1人,省级以上各类优秀专家106人,博士研究生导师108人,硕士研究生导师578人。在校本、专科生36371人,研究生4191人,成人教育学生14760人。

本发明取得的有益效果:本发明利用简单方法制备了一种粒径大于10微米具有雪丽球形貌的钯基催化剂,方法简单、成本低廉。实验证明,所得催化剂对乙醇的电氧化具有良好的催化性能,有望成为新型的乙醇燃料电池催化剂。

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