[发明专利]一种氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚及其制备方法与应用

说明书

本发明公开了一种氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚及其制备方法与应用。具体方法以下步骤：以钯氰化盐和铜盐作为前驱体，硼氢化钠作为还原剂，常温静置还原得氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚。与传统制备方法相比，本发明方法工艺操作简单易合成，用去离子水即可除去溶液中的杂离子。本发明方法制备得氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚的形貌单一，纯度极高，可高通量生产制备，样品具有比表面积大，活性位点多，结构稳定等优点，对甲酸氧化展现出优异的电催化活性。

技术领域

本发明具体涉及一种氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚及其制备方法与应用，属于甲酸氧化用催化剂的技术领域。

背景技术

环境污染和能源危机日益严重，燃料电池技术的高能效，低排放的显著优点受到了广泛关注。直接甲酸燃料电池以甲酸作为燃料，其能量密度为直接甲醇燃料电池的3倍。甲酸的电化学氧化可通过直接途径进行，所以催化剂不易中毒，又因为甲酸冰点较低，所以直接甲酸燃料电池可以在低温下工作。实现这一设想的关键是开发改进的电催化剂，使其对所涉及的化学转化具有适当的效率和选择性。

目前电化学甲酸阳极氧化的商业化催化剂为Pd黑，但因贵金属自然丰度低，成本高昂的缺点制约了其发展。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚及其制备方法与应用，所得氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚形貌规整，可高通量生产制备，且三维Pd-Cu纳米珊瑚具有比表面积大，活性位点多等优点，制备过程简便易行，重现性好。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚的制备方法，以钯氰化盐和铜盐作为前驱体，硼氢化钠作为还原剂，常温静置还原得氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚。

上述三维Pd-Cu纳米珊瑚的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，PdCu氰胶的制备

在超声过程中向浓度为0.03-0.20 mol• L^-1钯氰化盐的溶液中，迅速加入浓度为0.03-0.20 mol•L^-1铜盐溶液，确保钯和铜的摩尔比为1：2，铜盐溶液加入完的同时结束超声搅拌，保证超声时长不得超过钯氰化盐的溶液和铜盐溶液混合的时间，再静置10min得PdCu氰胶，制胶环境的温度不低于0 ℃，且在氰化物使用安全的温度范围内避免氰气释放；

步骤2，三维PdCu纳米珊瑚制备

将过量的新制浓度为0.1-0.50 mol·L^-1硼氢化钠溶液加入PdCu氰胶中，静置12 h后，水洗3-5次，即得氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚。

作为改进的是，步骤1中所述钯氰化盐为钯氰化钾，所述铜盐为氯化铜。

基于上述制备方法制备得氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚。

上述氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚在氧化催化甲酸上的应用。

有益效果：

与现有技术相比，本发明一种氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚及其制备方法与应用，具有如下优势：

1、本发明方法工艺操作简单易合成，用去离子水即可除去溶液中的杂离子环保无污染，可高通量生产制备，非贵金属与贵金属的合金化不仅可以显著提高催化剂的活性和稳定性，还能有效降低催化剂的成本；

2、本发明方法制备得到的氰基修饰的三维钯铜纳米珊瑚属于氰基表面功能化的钯铜合金，纯度极高，具有比表面积大，活性位点多，结构稳定等优点，对甲酸氧化展现出优异的电催化活性；

3、在本发明的钯铜氰胶的制备过程中，因为成胶速度过快，采用短暂的超声解决混合不均匀的问题，但是由于成胶过程中不可以破坏胶体结构，所以加完试剂后，需要即刻结束超声，静置，保证了氰胶骨架的均匀性，为后续实验提供了良好的技术基础。

附图说明