[发明专利]一种Pd/CMK-3修饰的玻碳电极在电催化氧化水中甲酸方面的应用

权利要求书

1.一种Pd/CMK-3修饰的玻碳电极在电催化氧化水中甲酸方面的应用。

2.根据权利要求1所述的应用，其特征在于所述Pd/CMK-3修饰的玻碳电极由以下方法制得：

1）以三嵌段共聚物P123为模板剂，以正硅酸四乙酯为硅源，通过水热反应制得中孔硅SBA-15；

2）以步骤1）中制得的SBA-15为硬模板，以蔗糖为炭源，通过聚合沉积、高温炭化和去除模板的步骤，制得有序中孔炭CMK-3；

3）将PdCl₂加入到EDTA溶液中，形成Pd-EDTA络合体，然后加入步骤2）制备的有序中孔炭CMK-3，以NaBH₄为还原剂，反应后得到Pd/CMK-3催化剂。

4）将步骤3）制得的Pd/CMK-3催化剂与超纯水混合，超声分散得到充分混合的悬浊液，移取此悬浊液到玻碳电极上，待干燥后再移取Nafion溶液到电极表面，继续干燥后，即制得Pd/CMK-3修饰的玻碳电极。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于步骤1）中，先将模板剂三嵌段共聚物P123在30℃～50℃下溶解于盐酸溶液中，搅拌后再加入硅源正硅酸四乙酯，继续于30℃～50℃下搅拌10～30h，将搅拌后的溶液于70～90℃下水热老化40～55h，再经过滤、洗涤和烘干后，在500℃～600℃下焙烧去除模板剂三嵌段共聚物P123，得到中孔硅SBA-15；

其中所述模板剂与硅源的质量比为1∶1.5～2.5；所述盐酸的浓度为1～5mol·L^-1；盐酸的用量为30～40mL/g模板剂。

4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于步骤2）中，先将中孔硅SBA-15、蔗糖、浓硫酸混合于蒸馏水中，充分搅拌后在90℃～110℃下加热反应4～10h，再升温至150℃～170℃下加热聚合4～10h，将得到的固体研磨至粉末后，继续与蔗糖、浓硫酸混合于蒸馏水，重复上述加热反应和加热聚合进行第二次沉积，然后将第二次沉积得到的固体研磨至粉末，在惰性气体保护下于800℃～900℃下炭化3～9h，研磨后用HF溶液处理，并洗涤，最后烘干，得到有序中孔炭CMK-3；

其中在第一次加热反应时，中孔硅SBA-15、蔗糖、浓硫酸和蒸馏水的质量比为2～6∶3～7∶0.3～0.8∶15～25；中孔硅SBA-15与第二次沉积中采用的蔗糖、浓硫酸和蒸馏水的质量比为2～6∶2～5∶0.2～0.5∶15～25；所述HF溶液的浓度为5wt%～15wt%。

5.根据权利要求2所述的应用，其特征在于步骤3）中，将PdCl₂、EDTA溶液和蒸馏水混合，保温50℃～70℃下剧烈搅拌，以形成Pd-EDTA络合体；待溶液冷却至室温后，调节溶液pH值至9~10，再加入有序中孔炭CMK-3并超声分散，随后缓慢加入NaBH₄溶液，继续搅拌反应0.5～2h，最后过滤、洗涤及干燥，得到Pd/CMK-3催化剂；

其中所述PdCl₂与有序中孔炭CMK-3的质量比为1∶2～3；EDTA溶液浓度为0.05～0.3mol·L^-1，EDTA溶液的用量为0.04～0.07mL/mg PdCl₂，所述NaBH₄溶液的浓度为0.05～0.3mol·L^-1，NaBH₄溶液的用量为0.1～0.4mL/mg。

6.根据权利要求2所述的应用，其特征在于步骤4）中，Pd/CMK-3催化剂与超纯水的质量比为1.5～2.5∶1；移取到玻碳电极上的悬浊液的体积为1～10μL，移取到玻碳电极上的Nafion溶液的体积为0.5～5μL，所述Nafion溶液的质量浓度为5%。