[发明专利]一种制备金属网格催化剂的方法

说明书

本发明公开了一种制备金属网格催化剂的方法，包括以下步骤：步骤S110、制备二氧化硅微球模板；步骤S120、制备规则排列的二氧化硅微球基体；步骤S130、金属还原；步骤S140、酸洗去除模板。有益效果在于：通过制备二氧化硅微球，利用陈列规整的二氧化硅微球作为模板，采用浸渍还原法在有序硅球模板中还原出金属，并且通过酸洗除去二氧化硅微球模板，得到金属网格催化剂，从而提高催化剂的比表面积；制备出的金属网格催化剂，网格尺寸可调，还可提高催化过程中的溶质传输过程，加速催化剂与反应物的接触，使催化反应进行的更充分，较现有的催化剂具有更好的催化活性。

技术领域

本发明涉及新材料技术领域，具体涉及一种制备金属网格催化剂的方法。

背景技术

由于传统化石资源不能满足快速增长的能源需求，能源的过度消费也带来了一系列的挑战。为了解决能源和环境问题，迫切需要发展可再生和可持续的能源储存/转换技术。电化学能量转换装置可以显着降低对化石燃料的依赖，优化现有能源结构。与传统化石燃料相比，燃料电池、水解装置、金属空气电池、CO2/N2固定技术等电化学能量转换和储存装置具有更高的效率和清洁性能，对解决当前能源和环境问题具有重要的前景。其中，制约这些新能源技术发展的关键问题是开发高效、低成本的电催化剂。

在涉及气体的电化学反应发生在固体电催化剂、液体电解质、气态反应物和中间体的三相边界区域，其中电子、离子和分子可以在催化活性位点转移。现有技术中，新一代电催化剂的发展主要集中在操纵材料的组分、尺寸、孔隙度和界面结构，以促进电催化中的多质子耦合电子转移和传质。改变催化剂的电子性质和结构可以影响反应物的吸附行为，并且可以调节催化活性。利用高效催化剂调节这些反应中间体的固有吸附能可以加速催化剂的比活性，而电催化剂的表面性质决定了电催化反应的效率。催化剂比表面积是催化剂性能的重要指标之一。极大的表面积，可以增加催化剂与反应物的接触面积，使催化反应进行的更充分，提高催化性能。基于此，设计出一种可提高比表面积的催化剂结构。

发明内容

本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种制备金属网格催化剂的方法，本发明提供的诸多技术方案中优选的技术方案具有：通过采用模板法，以排列好的二氧化硅微球为模板，浸渍金属前驱体溶液，从而合成出金属网格催化剂，提高催化剂的比表面积等技术效果，详见下文阐述。

为实现上述目的，本发明提供了以下技术方案：

本发明提供的一种制备金属网格催化剂的方法，包括以下步骤：

步骤S110、制备二氧化硅微球模板，制备乙醇、水和氨水的混合液，混合均匀后加入正硅酸乙酯，充分反应后进行搅拌、离心和清洗，而后加热烘干得到二氧化硅微球，即为制备金属网格催化剂的二氧化硅微球模板；

步骤S120、制备规则排列的二氧化硅微球基体，取步骤a中制备的二氧化硅微球放入烧杯中，加入乙醇，搅拌至二氧化硅微球均匀分散形成溶液，将片状载体放入溶液中，烘干溶液，即可得到在承载体表面规则排列的二氧化硅微球基体；

步骤S130、金属还原，采用浸渍还原法在步骤b中制备的二氧化硅微球基体中还原出金属，得到金属网格催化剂基体；

步骤S140、酸洗去除模板，酸洗所述步骤S130中得到的金属网格催化剂基体，去除二氧化硅微球模板，得到金属网格催化剂。

作为优选，所述步骤S110中，混合液中乙醇、水和氨水的体积混合比例为50-150:5-20:2-8；

所述正硅酸乙酯的体积分数为4-40。

作为优选，所述步骤S110中制备的二氧化硅微球尺寸在50nm-500nm。

作为优选，所述步骤S110中的烘干纬度为30℃-80℃。

作为优选，所述步骤S130中包括以下操作：