[发明专利]一种纳米多孔结构复合材料及其制备方法和醇类催化性能应用

说明书

本发明公开一种纳米多孔结构氧化铜‑二氧化钛‑钯‑氧化镍复合材料及其制备方法和醇类催化性能应用，以Cu‑Ti‑Pd‑Ni原始非晶合金条带为原料，盐酸水溶液为腐蚀溶液，通过化学脱合金方法制备出具有均匀的纳米多孔结构的CuO/TiO2/Pd‑NiO复合材料，该方法成本低，操作简单，易于控制，具有很好的可行性，且制备得到的CuO/TiO2/Pd‑NiO复合材料对醇类具有较好的电催化性能。

技术领域

本发明涉及一种纳米多孔结构的CuO/TiO2/Pd-NiO复合材料制备方法和醇类催化性能应用，属于电化学新能源新材料技术领域。

背景技术

随着全球化经济的不断发展，能源消耗不断增大，世界能源的需求量越来越大，而新能源作为一种新兴的能源方式，在世界能源消费结构中占据着越来越重要的位置。直接醇类燃料电池是一种直接以醇类(例如甲醇、乙醇)为燃料，将化学能转化为电能，进而发电的电化学发电装置，由于其能量转换效率高、成本低、燃料启动快、环境友好、操作简单、易于携带等优点，引起了人们越来越多的关注，是目前很有前景的高新技术之一。

直接醇类燃料电池中重要的组成部分之一则是阳极催化剂。常用的Pt基催化剂容易吸附氧化中间产物如CO而导致中毒，且Pt成本较高。而Pd基催化剂在DMFC中有优异催化性能，能防止CO中毒并有相对较高的反应活性，相对廉价，自然界中丰度是Pt的50倍。但Pd基催化剂不足：活性和稳定性仍需较大提高，制备贵金属-金属氧化物型复合催化剂可以很好地解决这一问题。

发明内容

本发明克服了现有技术中的不足，提供了一种本发明提供了一种纳米多孔结构的CuO/TiO2/Pd-NiO复合材料制备方法和醇类催化性能应用。以Cu-Ti-Pd-Ni原始非晶合金条带为原料，盐酸水溶液为腐蚀溶液，在一定的温度下，通过化学脱合金方法制备出具有均匀的纳米多孔结构的CuO/TiO2/Pd-NiO复合材料，该方法成本低，操作简单，易于控制，具有很好的可行性。所得的CuO/TiO2/Pd-NiO复合材料对醇类具有较好的电催化性能。

本发明的目的通过下述技术方案予以实现。

纳米多孔结构的CuO/TiO2/Pd-NiO复合材料，包含氧化铜、二氧化钛、氧化镍和贵金属钯，所述复合材料呈现出均匀连续的韧带-孔洞结构。

所述孔洞直径为20nm-40nm，优选25—30nm；所述韧带宽度为50nm-20nm，优选30—40nm。

纳米多孔结构的CuO/TiO2/Pd-NiO复合材料的制备方法，按照下述步骤进行：

步骤1，将非晶合金条带置于浓度为0.25-1.25mol/L的盐酸水溶液中并置于密闭容器中，反应温度为85℃-95℃，反应时间为3h-6h；

步骤2，将步骤2制备得到的样品洗涤、干燥后，干燥温度为30-50℃，得到纳米多孔结构的CuO/TiO2/Pd-NiO复合材料。

在所述步骤1中，所述非晶合金条带中Ni的原子百分比含量为0.01％-20％,优选5—10％；Cu的原子百分比含量为64.99％-45％，优选50—60％；Ti的原子百分含量为30％，Pd的原子百分含量为5％。

在所述步骤1中，非晶合金条带的厚度为10um-30um，宽度为15mm-25mm，长度为2cm-3cm。

在所述步骤1中，盐酸水溶液的浓度优选为0.75—1.25mol/L。