[發明專利]一種具有表面多孔結構的銀銅雙金屬絲網狀整體催化劑的制備方法

有效

• 申請號: 201410230408.8
• 申請日: 2014-05-28
• 公開（公告）號: CN103977817A
• 公開（公告）日: 2014-08-13
• 發明（設計）人: 許效紅;趙娜;唐斌
• 申請（專利權）人: 山東大學
• 主分類號: B01J23/89
• 分類號: B01J23/89;B01J37/34
• 代理公司: 濟南金迪知識產權代理有限公司 37219
• 代理人: 張宏松

技術領域

本發明涉及一種具有表面多孔銀銅雙金屬結構的絲網狀整體催化劑的制備方法，屬于化學催化劑技術領域。

背景技術

由于在催化、電催化、傳感和燃料電池等方面的應用，多孔金屬材料近年來被廣泛關注。實際上，早在1948年，Raney采用脫合金法從NiAl合金腐蝕溶解去除Al得到應用于加氫、脫氫等重要工業反應的多孔金屬催化劑(參見J.Am.Chem.Soc.1948,70:695-698)。2001年，J.Erlebacher等首先了研究納米多孔金的形成機理(參見Nature2001，410:450～453)；隨后丁軼與J.Erlebache研究了納米多孔金的電催化性能(參見J.Am.Chem.Soc.2004,126:6876-6877)；接下來丁軼課題組與課題組幾乎同時將納米多孔金應用于催化低溫CO氧化的研究(參見J.Am.Chem.Soc.2006,129(1):42-43和Angew.Chem.,Int.Ed.2006,45(48):8241-8244)，從此開啟了納米多孔金屬材料制備及應用研究。例如，2008年，丁軼課題組以Ag/Au合金為原料，運用去合金法制備納米多孔金催化劑，并將其應用于葡萄糖有氧氧化為葡萄糖酸的體系中，納米多孔金展示出了高效的催化活性和選擇性(參見J.Phys.Chem.C2008,112:9673–9678)；2010年，課題組將納米多孔金應用在低溫條件下甲醇的選擇性氧化偶聯生成甲酸甲酯的反應中，該反應在80℃時，就得到了較高的轉換率和選擇性(參見Science2010,327:319–322)；2011年，陳明偉課題組將納米多孔金和納米晶體MnO₂的混合材料應用于電化學超級電容器的研究，不僅克服了MnO₂導電性弱的缺點，得到較高的電容，而且具有綠色環保的優點(參見Nature?nanotechnology2011，6:232–236)；2012年，丁軼課題組運用了一種簡單的兩步去合金法制備多孔的Pt/Ni合金材料，與商用的Pt/C催化劑相比較，這種催化劑具有更好的氧化還原催化活性和穩定性(參見Energy?Environ.Sci.,2012,5:5281–5286)。

制備多孔材料通常使用的是去合金化法和硬模板法，去合金化法能夠得到較大比表面的催化劑，但該方法得到的納米級孔不利于反應物及產物的傳輸。硬模板法雖然可以很好地控制孔徑結構大小等參數，但模板的去除通常比較困難，并且該方法過程復雜，且容易對催化劑造成污染。最重要的是，現有報道中制備的多孔金屬催化劑在催化反應過程中缺少有效的載體，致使催化劑的分散度不好，傳質以及傳熱能力差，降低催化效率。

CN103406129A公開了一種整體式絲網狀多孔金銅催化劑，以Cu絲網為基底，利用氫氣泡作為動態模板，在含有銅鹽Cu(SO₄)₂和氯金酸HAuCl₄的溶液中，通過恒電位陰極沉積方法制備多孔金屬Au/Cu催化劑。該催化劑的活性組分均勻地分布于表面的多孔層，具有高密度表面活性位。但是制備過程中所使用的氯金酸價格較高，致使催化劑的制備成本升高，不夠經濟。

發明內容

針對現有技術及生產成本所存在的問題，本發明提供一種絲網狀多孔銀銅整體催化劑的制備方法。特別是一種表面多孔的Ag/Cu雙金屬結構絲網整體催化劑的制備方法。

發明概述：

本發明采用Cu絲網為基底，利用氫氣泡作為動態模板，在含有銅鹽Cu(SO₄)₂和硝酸銀AgNO₃的溶液中，通過恒電位陰極沉積方法制備多孔金屬Ag/Cu催化劑。該催化劑的活性組分均勻地分布于表面的多孔層，提供大量表面活性位，將賦予其高催化活性。

發明詳述：

一種具有表面多孔結構的銀銅雙金屬絲網狀整體催化劑的制備方法，包括步驟如下：

(1)用Cu線制備盤狀Cu絲網基底或直接采用商購盤狀Cu絲網為基底，超聲清洗；

(2)配制電沉積溶液：