[发明专利]一种用于乙醇催化的电极及其应用

说明书

本发明涉及一种用于乙醇催化的电极及其应用。该电极由AgNWs/Au纳米复合材料为工作电极，Ag/AgCl为参比电极，铂丝为对电极组成的。本发明提供的电极具有高效、简易等特点，该电极在碱性条件下能提高乙醇催化反应速率，该电极对乙醇具有良好的电化学催化性能并且在燃料电池领域具有巨大的应用前景。

技术领域

本发明涉及催化技术领域，具体涉及一种在表面改性的聚二甲基硅氧烷(PDMS)滴涂纳米银线，用电化学沉积的方法在银纳米线表面沉积纳米金制备出银纳米线/纳米金粒子电化学催化乙醇的电极。

背景技术

乙醇燃料电池利用乙醇水溶液作为燃料，免去了燃烧的过程，并且具有环保、使用方便、过负载能力强等优点。由于乙醇来源广泛，易制备和再生，能保持较高的转化率，因此直接乙醇燃料电池的研究受到了越来越多科研工作者的关注。

现如今，柔性透明电极在电子与光电子产业的发展中占有举足轻重的地位，是制备众多电子与光电子元器件不可缺少的光电功能材料。但目前普遍使用的氧化铟锡透明导电材料原料铟元素储量有限、价格昂贵，且其本身不可弯折，而纳米银线具有良好的耐弯曲性、导电性和导热性，是制作柔性透明导电材料的良好选择。

金(Au)纳米粒子在生物化学，临床医学，化学等多个领域有着极为广泛的应用。金表现出极高的催化活性，是一种高效的催化剂，目前纳米金催化剂在一氧化碳的催化氧化，水煤气转换反应，有机小分子的电化学催化反应等。

发明内容

为弥补现有技术的不足，进一步提高纳米金催化剂的活性和稳定性，本发明提供一种以银纳米线(AgNWs)为载体修饰Au纳米颗粒电极催化乙醇的新电极。该电极具有高效、简易等特点，利用计时流量法将Au纳米粒子沉积在以聚二甲基硅氧烷(PDMS)基底的AgNWs上，研究结果表明，该电极在碱性条件下对乙醇具有良好的电化学催化性能。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种用于乙醇催化的电极，其特征在于，由AuNw/PDMS纳米复合材料作为工作电极，Ag/AgCl作为参比电极，铂丝作为辅助电极组成；

所述AuNw/PDMS纳米复合材料的制备方法为：

将AgNWs/H₂O/乙醇分散液均匀涂在PDMS基底上，使PDMS负载AgNWs，以AgNWs/PDMS作为工作电极，Ag/AgCl为参比电极，铂丝作辅助电极，组成三电极体系，将该三电极体系置于KAuCl₄和H₂SO₄混合液中，沉积Au，获得AgNWs/Au纳米复合材料。

优选的，所述AgNWs/Au纳米复合材料的制备方法：取5mg/ml的AgNWs/H₂O/乙醇分散液80uL均匀的涂在经修饰后具有亲水性的PDMS上，所述乙醇和水的质量比为9:1，AgNWs/PDMS作为工作电极，Ag/AgCl为参比电极，铂丝作辅助电极，组成三电极体系，将该三电极体系置于30ml的0.1mol/L KAuCl₄和0.5mol/L H₂SO₄的混合溶液中，用计时电流法沉积Au，沉积电压设置为-0.2V，沉积时间分别为200s，400s，800s和1600s。

本发明另一个目的是保护上述的电极在乙醇催化中的应用，采用循环伏安法测试所述电极催化的性能：将该电极置于1M C₂H₅OH+0.5M KOH溶液中进行循环伏安扫描，扫速为10mV/s，扫描区间为-1.0V–1.0V，扫描圈数为2圈，记录循环伏安曲线及峰电流密度。

与现有技术相比，本发明提供的电极具有高效、简易等特点，该电极在碱性条件下能提高乙醇的反应效率，对乙醇具有良好的电化学催化性能，在燃料电池领域具有巨大的应用前景.

附图说明

以下结合附图和具体的实施方式对本发明作进一步的说明。