[发明专利]一种Au-Ni-Pt合金修饰阳极的制备方法

说明书

一种Au‑Ni‑Pt合金修饰阳极的制备方法，属于新能源领域。本发明以胶带(10×20mm)为基底，在其表面涂布一层PDMS，烘干后，在其表面滴涂一层金‑碳纳米管的修饰也，再通过一步电沉积法，将镍、铂金属沉积在自制电极表面，进而制备出Au—Ni—Pt纳米合金修饰电极。本发明以纳米贵金属修饰电极，由于贵金属的催化效果好，使得Pt‑Au的负载低，从而电极成本低。且电极的微观结构为花状纳米多维结构，使得电极的抗毒化能力强，结构稳定。制备在导电胶带上生长的Au—Ni—Pt合金纳米修饰电极，有利于能源的良好利用。

技术领域

本发明属于新能源领域，具体涉及一种Au-Ni-Pt合金修饰阳极的制备方法。

背景技术

随着世界经济高速增长，人类能源的消耗量增大，现有化石能源无法满足人类的需求。而燃料电池是一种将燃料与氧化剂的化学能通过电化学反应直接转变为电能的发电装置。燃料电池有许多优点，由于它不受卡诺循环的限制，与传统的能量转换系统相比能量转换效率高。它一般用氢作燃料，氧气为氧化剂，而产物为水，因而对环境的污染很小。由于不同类型的燃料电池在不同场合的应用，使燃料电池有着广泛的用途。基于此，目前，世界上大量科研工作者致力于以葡萄糖为代表的直接糖类燃料电池的研究。因此，制备出具有较高催化活性以及较强稳定性的燃料电池阳极是加速促进燃料电池实现产业化的的关键。在现阶段，生物酶常用于葡萄糖的氧化，以制备出具有较好氧化活性的燃料电池阳极。然而，由于酶的耐受性不足，无法在强酸性或强碱性环境下存活，并且也无法提供稳定的电流，因缺少一种高稳定性和高催化活性的阳极而限制其在燃料电池方面的应用。

发明内容

针对上述不足，本发明提供一种Au-Ni-Pt合金修饰阳极的制备方法，该Au-Ni-Pt合金修饰的阳极具有高稳定性和高催化活性。

本发明以胶带(10×20mm)为基底，在其表面涂布一层PDMS，烘干后，在其表面滴涂一层金-碳纳米管的修饰液，再通过一步电沉积法，将镍、铂金属沉积在自制电极表面，进而制备出Au—Ni—Pt纳米合金修饰电极。

本发明涉及到的具体步骤如下：

(1)将胶带裁剪为10×20mm的规格，在胶带表面涂布一层PDMS A液与PDMS B液质量比为10:1的PDMS混合溶液，抽净气泡、固化后氮气保护待用。

(2)将氯金酸钾和多壁碳纳米管按质量比为10:1的量溶于超纯水中。

(3)将混合好的多壁碳纳米管溶液按固定的量均匀涂布与修饰过PDMS的胶带的表面，自然晾干，备用。

(4)Au-Ni-Pt/胶带复合电极的制备：采用三电极体系，以用金-多壁碳纳米管修饰好的胶带作为工作电极，Ag/AgCl电极和铂丝电极为参比电极和对电极放入盛有硫酸镍溶液的电解池中。采用恒电流沉积法，设置电化学工作站电沉积参数：电压-1V，时间500s。立即将电极取出，用去离子水多次冲洗，迅速转移至新制的四氯亚铂酸钾溶液中，采用循环伏安法，设置电压扫描范围为-0.7～0.8V，扫速为100mV/s，扫描20圈。修饰完后的电极氮气保护，放置三天后备用。

有益效果：

本发明采用导电胶带为电极制作材料，原材料廉价易得，金镍铂保证了电极对麦芽糖的高催化效率，麦芽糖的氧化电流高；

本发明以纳米贵金属修饰电极，由于贵金属的催化效果好，使得Pt-Au的负载低，从而电极成本低。且电极的微观结构为花状纳米多维结构，使得电极的抗毒化能力强，结构稳定。制备在导电胶带上生长的Au—Ni—Pt合金纳米修饰电极，有利于能源的良好利用。利用麦芽糖为底液，具有如下以下优点：①增大电极对被检测物的电流响应；②促进反应的可逆性；③降低被测物的检测限；④提高电极的灵敏度和选择性；⑤将催化剂与反应物、产物相互分离；⑥调节电极电位的大小和正负；⑦改变电化学反应的方向。与常规电催化相比，修饰电极电化学催化更加能够节省催化剂，并且该电极表面含有较强的活性中心。

附图说明