利用HF和苯硫酚共同改性处理碳纳米管制备碳载AuPd或AuPt催化剂的方法_2

文档序号:9225551阅读:来源:国知局
MWCNTs制备得到的Au@Pt/MWCNTs纳米催化剂TEM图(c); 图8是本发明实施例3制备得到的Au@Pt/MWCNTs纳米催化剂电化学循环伏安曲线 (C-V)以及相同参数条件下仅采用HF处理MWCNTs制备得到的Au@Pt/MWCNTs纳米催化剂和 相同参数条件下仅采用苯硫酚处理MWCNTs制备得到的Au@Pt/MWCNTs纳米催化剂的电化学 循环伏安曲线(C-V)对比图; 图9是本发明实施例3制备得到的AuOPt/MWCNTs纳米催化剂以及相同参数条件下仅 采用HF处理MWCNTs制备得到的Au@Pt/MWCNTs纳米催化剂和相同参数条件下仅采用苯硫 酚处理MWCNTs制备得到的Au@Pt/MWCNTs纳米催化剂的计时电流曲线(i-t)对比图; 图10是本发明实施例4制备得到的AuOPt/MWCNTs纳米催化剂TEM图(a)、其他参数条 件不变但仅采用HF处理MWCNTs制备得到的Au@Pt/MWCNTs纳米催化剂TEM图(b)、他参数 条件不变但仅采用苯硫酚处理MWCNTs制备得到的Au@Pt/MWCNTs纳米催化剂TEM图(c); 图11是本发明实施例4制备得到的AuOPt/MWCNTs纳米催化剂电化学循环伏安曲线 (C-V)以及相同参数条件下仅采用HF处理MWCNTs制备得到的Au@Pt/MWCNTs纳米催化剂和 相同参数条件下仅采用苯硫酚处理MWCNTs制备得到的Au@Pt/MWCNTs纳米催化剂的电化学 循环伏安曲线(C-V)对比图; 图12是本发明实施例4制备得到的AuOPt/MWCNTs纳米催化剂以及相同参数条件下仅 采用HF处理MWCNTs制备得到的Au@Pt/MWCNTs纳米催化剂和相同参数条件下仅采用苯硫 酚处理MWCNTs制备得到的Au@Pt/MWCNTs纳米催化剂的计时电流曲线(i-t)对比图。
【具体实施方式】
[0015] 下面结合附图和【具体实施方式】,对本发明作进一步说明。
[0016] 实施例1 该利用HF和苯硫酚共同改性处理碳纳米管制备碳载AuOPd催化剂的方法,其具体步骤 如下: (1) 首先将250mg碳纳米管(MWCNTs,管径为20~40nm)采用100mL丙酮浸泡并搅拌 3. 5h,经二次蒸馏水清洗、抽滤后用80ml、1.0 mol T1NaOH溶液浸泡继续搅拌约2. 0h,再次 用二次蒸馏水清洗、抽滤;将浸泡后的碳纳米管采用125ml、5wt%的HF溶液搅拌10h,再用 二次蒸馏水清洗、抽滤,在真空干燥箱中60°C恒温真空干燥2h ;然后加入80ml无水乙醇并 滴加0. 2ml苯硫酚溶液进行超声20min得到悬浊液,将悬浊液用蒸馏水清洗、真空抽滤、在 真空干燥箱中60°C恒温真空干燥2h,自然冷却至室温,得到利用HF和苯硫酚共同改性处理 碳纳米管; (2) 贵金属纳米胶体的合成:将丙酮、聚乙二醇-400、H2PdCl4溶液(浓度为 0· 3mg · mr1)、HAuCl4溶液(浓度为0· 6mg · ml 按照体积比1:4:4: 4混合均匀得到混合 溶液,将混合溶液在312nm紫外光下距离光源3cm处照射40min得到粒径为2~7nm的贵 金属AuOPd (摩尔比1:1)纳米胶体; (3) 碳载AuOPd催化剂的制备:将步骤(1)利用HF和苯硫酚共同改性处理碳纳米管和 步骤(2)获得的贵金属AuOPd (摩尔比1:1)纳米胶体按照碳纳米管质量与贵金属纳米胶体 体积比为7. 4:50mg/ml超声25min,连续搅拌3h,最后经蒸馏水清洗并真空抽滤后干燥得到 碳载AuOPd催化剂。
[0017] 对比实验I : 一、仅用HF处理MWCNTs,步骤(1)过程中碳纳米管在与实施例1同等参数条件下仅 用HF处理MWCNTs,没有后续的苯硫酚处理过程后其他续步骤与实施例1 一致获得AuOPd/ MWCNTs纳米催化剂(仅用HF处理)。
[0018] 二、仅用苯硫酚处理MWCNTs,步骤(1)过程中碳纳米管在与实施例1同等参数条件 下仅用苯硫酚处理MWCNTs,没有前面的HF处理过程其他后续步骤与实施例1 一致获得AuO Pd/MWCNTs纳米催化剂(仅用苯硫酚处理)。
[0019] 实施例1制备得到的Au@Pd/MWCNTs纳米催化剂TEM图(a)、其他参数条件不变但 仅采用HF处理MWCNTs制备得到的Au@Pd/MWCNTs纳米催化剂TEM图(b)、他参数条件不变 但仅采用苯硫酚处理MWCNTs制备得到的Au@Pd/MWCNTs纳米催化剂TEM图(c )如图1所示, 实施例1制备得到的AuOPd/MWCNTs纳米催化剂电化学循环伏安曲线(C-V)以及相同参数条 件下仅采用HF处理MWCNTs制备得到的AuOPd/MWCNTs纳米催化剂和相同参数条件下仅采 用苯硫酚处理MWCNTs制备得到的Au@Pd/MWCNTs纳米催化剂的电化学循环伏安曲线(C-V) 对比图如图2所示,实施例1制备得到的Au@Pd/MWCNTs纳米催化剂以及相同参数条件下仅 采用HF处理MWCNTs制备得到的Au@Pd/MWCNTs纳米催化剂和相同参数条件下仅采用苯硫 酚处理MWCNTs制备得到的Au@Pd/MWCNTs纳米催化剂的计时电流曲线(i-t)对比图如图3 所示,其中测试条件为:在20°C恒温水浴锅中,0· 5 mol ·Ι^的K0H+2. Omol · L η的CH3OH溶 液中利用三电极体系测试。。
[0020] 实施例2 该利用HF和苯硫酚共同改性处理碳纳米管制备碳载AuOPd催化剂的方法,其具体步骤 如下: (1) 首先将250mg碳纳米管(MWCNTs,管径为20~40nm)采用100mL丙酮浸泡并搅拌 3. 5h,经二次蒸馏水清洗、抽滤后用80ml、1.0 mol T1NaOH溶液浸泡继续搅拌约4. 0h,再次 用二次蒸馏水清洗、抽滤;将浸泡后的碳纳米管采用125ml、5wt%的HF溶液搅拌10h,再用 二次蒸馏水清洗、抽滤,在真空干燥箱中60°C恒温真空干燥2h ;然后经HF溶液改性的碳纳 米管加入50ml无水乙醇并滴加0. 3ml苯硫酷溶液进行超声20min得到悬池液,超声结束后 静置一周以上,将悬浊液用蒸馏水清洗、真空抽滤、在真空干燥箱中60°C恒温真空干燥3h, 自然冷却至室温,得到利用HF和苯硫酚共同改性处理碳纳米管; (2) 贵金属纳米胶体的合成:将丙酮、聚乙二醇-400、H2PdCl4溶液(浓度为 0· 3mg · πιΓ1)、祖11〇14溶液(浓度为0· 6mg · ml 按照体积比1:4:16: 4混合均勾得到混 合溶液,将混合溶液在312nm紫外光下距离光源3cm处照射40min得到粒径为2~7nm的 贵金属AuOPd (摩尔比1:4 )纳米胶体; (3) 碳载AuOPd催化剂的制备:将步骤(1)利用HF和苯硫酚共同改性处理碳纳米管和 步骤(2)获得的贵金属AuOPd (摩尔比1:4)纳米胶体按照碳纳米管质量与贵金属纳米胶体 体积比为6:50mg/ml超声25min,连续搅拌3h,最后经蒸馏水清洗并真空抽滤后干燥得到碳 载AuOPd催化剂。
[0021] 对比实验I : 一、仅用HF处理MWCNTs,步骤(1)过程中碳纳米管在与实施例2同等参数条件下仅 用HF处理MWCNTs,没有后续的苯硫酚处理过程后其他续步骤与实施例2 -致获得AuOPd/ MWCNTs纳米催化剂(仅用HF处理)。
[0022] 二、仅用苯硫酚处理MWCNTs,步骤(1)过程中碳纳米管在与实施例2同等参数条件 下仅用苯硫酚处理MWCNTs,没有前面的HF处理过程其他后续步骤与实施例1 一致获得AuO Pd/MWCNTs纳米催化剂(仅用苯硫酚处理)。
[0023] 实施例2制备得到的Au@Pd/MWCNTs纳米催化剂TEM图(a)、其他参数条件不变但 仅采用HF处理MWCNTs制备得到的Au@Pd/MWCNTs纳米催化剂TEM图(b)、他参数条件不变 但仅采用苯硫酚处理MWCNTs制备得到的Au@Pd/MWCNTs纳米催化剂TEM图(c )如图4所示, 实施例2制备得到的AuOPd/MWCNTs纳米催化剂电化学循环伏安曲线(C-V)以及相同参数条 件下仅采用HF处理MWCNTs制备得到的AuOPd/MWCNTs纳米催化剂和相同参数条件下仅采 用苯硫酚处理MWCNTs制备得到的Au@Pd/MWCNTs纳米催化剂的电化学循环伏安曲线(C-V) 对比图如图5所示,实实施例2制备得到的Au@Pd/MWCNTs纳米催化剂以及相同参数条件下 仅采用HF处理MWCNTs制备得到的AuOPd/MWCNTs纳米催化剂和相同参数条件下仅采用苯 硫酚处理MWCNTs制备得到的Au@Pd/MWCNTs纳米催化剂的计时电流曲线(i-t)对比图如图 6所示,其中测试条件为:在20°C恒温水浴锅中,0· 5 mol · I/1的K0H+2. Omol · L-1的CH3OH 溶液中利用三电极体系测试。
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