本發(fā)明涉及電催化技術領域，特別涉及一種用于磷化銅復合材料電催化劑的制備方法。

背景技術：

隨著化石燃料的日益短缺，人們對能源的需求不斷增加，使得研究可再生能源具有非常重要的意義。葡萄糖是自然界分布最廣的一種單糖，廣泛分布在有機體中。葡萄糖可用于生物燃料電池，通過電催化氧化生物燃料電池中的葡萄糖可獲得再生能源。此外，經(jīng)常測定體內(nèi)葡萄糖的含量對于治療糖尿病是非常重要的，而葡萄糖的測定一般是通過電催化氧化葡萄糖。因此研究可高效催化葡萄糖氧化的電催化劑具有非常重要的意義。

技術實現(xiàn)要素：

有鑒于此，為了克服現(xiàn)有技術的缺陷和問題，本發(fā)明提供一種催化效率較高的磷化銅復合材料電催化劑的制備方法。

一種磷化銅復合材料電催化劑的制備方法，包括：

將銅鹽加入到十二烷基硫酸鈉的水溶液中，然后加入鈀鹽、氫氧化鈉及鹽酸羥胺，在室溫下攪拌，得到Cu(OH)₂復合材料；

將所述Cu(OH)₂復合材料與一水合次亞磷酸鈉在惰性氣體下煅燒得到磷化銅復合材料電催化劑。

在其中一個實施例中，所述銅鹽為氯化銅、硝酸銅或硫酸銅，所述銅鹽與所述十二烷基硫酸鈉的質量比是7:400-600。

在其中一個實施例中，所述十二烷基硫酸鈉的水溶液中，所述十二烷基硫酸鈉的濃度為0.08～0.50mol·L^-1，所述銅鹽加入到所述十二烷基硫酸鈉的水溶液后Cu²⁺濃度為2-8mM。

在其中一個實施例中，所述氫氧化鈉的濃度為0.2-2.5M，體積為10-250mL；所述鹽酸羥胺的濃度為0.1M-0.4M，體積為7-30mL。

在其中一個實施例中，所述鈀鹽、氫氧化鈉及鹽酸羥胺的質量比為1:100-300:20-60，所述銅鹽和所述鈀鹽的質量比為24:1-6。

在其中一個實施例中，所述鈀鹽為氯化鈀、硫酸鈀或硝酸鈀。

在其中一個實施例中，將所述Cu(OH)₂復合材料與一水合次亞磷酸鈉在管式爐中惰性氣體下煅燒，且煅燒溫度是220～500℃，煅燒時間是1～5h。

在其中一個實施例中，所述Cu(OH)₂復合材料與所述一水合次亞磷酸鈉的質量比是1:5～50。

在其中一個實施例中，所述Cu(OH)₂復合材料與所述一水合次亞磷酸鈉的質量比是1:25。

在其中一個實施例中，所述惰性氣體為氮氣。

上述磷化銅復合材料電催化劑的制備方法中，采用該方法制備的電催化劑具有高比表面積和多活性位點，從而極大提高催化葡萄糖的催化活性，且整個實驗過程操作簡單，生產(chǎn)周期短，化學性質穩(wěn)定，對葡萄糖氧化具有很高的催化活性和選擇性。

附圖說明

圖1為一實施方式的磷化銅復合材料電催化劑的制備方法流程圖；

圖2為實施例3的氫氧化銅復合材料，實施例4的磷化銅復合材料電催化劑，實施例5的氧化銅復合材料的循環(huán)伏安曲線。

具體實施方式

為了便于理解本發(fā)明，下面將參照相關附圖對本發(fā)明進行更全面的描述。附圖中給出了本發(fā)明的較佳實施方式。以上僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例，并非因此限制本發(fā)明的專利范圍，凡是利用本發(fā)明說明書及附圖內(nèi)容所作的等效結構或等效流程變換，或直接或間接運用在其他相關的技術領域，均同理包括在本發(fā)明的專利保護范圍內(nèi)。

除非另有定義，本文所使用的所有的技術和科學術語與屬于本發(fā)明的技術領域的技術人員通常理解的含義相同。本文中在本發(fā)明的說明書中所使用的術語只是為了描述具體的實施方式的目的，不是旨在于限制本發(fā)明。本文所使用的術語“及/或”包括一個或多個相關的所列項目的任意的和所有的組合。

請參閱圖1，一實施方式的磷化銅復合材料電催化劑的制備方法，包括如下步驟：

S110、將銅鹽加入到十二烷基硫酸鈉的水溶液中，然后加入鈀鹽、氫氧化鈉及鹽酸羥胺，在室溫下攪拌，得到Cu(OH)₂復合材料。

在一實施方式中，S110中，十二烷基硫酸鈉的水溶液中，十二烷基硫酸鈉的濃度為0.08～0.50mol·L^-1。優(yōu)選地，十二烷基硫酸鈉的濃度為0.15mol·L^-1。將銅鹽加入到十二烷基硫酸鈉的水溶液中的操作中，銅鹽與十二烷基硫酸鈉的質量比是7:400-600。溶液中Cu²⁺濃度為2-8mM。

在一實施方式中，S110中，加入鈀鹽、氫氧化鈉及鹽酸羥胺的操作中，加入的氫氧化鈉的濃度為0.2-2.5M，體積為10-250mL。鹽酸羥胺的濃度為0.1M-0.4M，體積為7-30mL。

在一實施方式中，S110中，銅鹽為氯化銅、硝酸銅或硫酸銅。

在一實施方式中，S110中，鈀鹽為氯化鈀、硫酸鈀或硝酸鈀。

在一實施方式中，S110中，鈀鹽、氫氧化鈉及鹽酸羥胺的質量比為1:100-300:20-60。

在一實施方式中，S110中，銅鹽和鈀鹽的質量比為24：1-6。

在一實施方式中，S110中，將在室溫下攪拌2h左右后的材料進行離心，再用乙醇溶液清洗多次，真空烘箱干燥后得到Cu(OH)₂復合材料。其中，乙醇溶液中水和乙醇的體積比為1:1，真空烘箱干燥的溫度為50℃，干燥時間為6h。

S120、將所述Cu(OH)₂復合材料與一水合次亞磷酸鈉在惰性氣體下煅燒得到磷化銅復合材料電催化劑。

在一實施方式中，S120中，Cu(OH)₂復合材料與一水合次亞磷酸鈉在管式爐中惰性氣體下煅燒的煅燒溫度是220～500℃。優(yōu)選為250℃。

在一實施方式中，S120中，Cu(OH)₂復合材料與一水合次亞磷酸鈉在惰性氣體下煅燒的煅燒時間是1～5h。優(yōu)選是2h。

在一實施方式中，S120中，Cu(OH)₂復合材料與所述一水合次亞磷酸鈉的質量比是1:5～50。優(yōu)選地，Cu(OH)₂復合材料與所述一水合次亞磷酸鈉的質量比是1:25。

在一實施方式中，S120中，惰性氣體為氮氣。

上述方法制備的磷化銅復合材料電催化劑具有高比表面積和多活性位點，從而極大提高催化葡萄糖的催化活性，且整個實驗過程操作簡單，生產(chǎn)周期短，化學性質穩(wěn)定，對葡萄糖氧化具有很高的催化活性和選擇性。

實施例

實施例1

將7mL 0.1M CuCl₂加入含有8.7g十二烷基硫酸鈉的150mL水中，然后加入5mg PdCl₂，25mL 1M NaOH，15mL 0.2M NH₂OH·HCl，室溫下攪拌2h，離心，用水和乙醇以體積比1:1清洗四次，50℃真空烘箱干燥6h，即制得氫氧化銅復合材料；

將上述氫氧化銅復合材料與一水合次亞磷酸鈉以質量比1:25放于管式爐中在氮氣下250℃煅燒2h，即制得磷化銅復合材料電催化劑。

實施例2

將實施例1中氫氧化銅復合材料放于管式爐中在氮氣下250℃煅燒2h，即制得氧化銅復合材料。

實施例3

將實施例1制備得到的氫氧化銅復合材料以4mg·mL^-1分散于無水乙醇中，取14μL滴在處理好的玻碳電極，晾干后再滴加10μL 0.1％nafion，晾干后，以其為工作電極，鉑片電極為對電極，Ag/AgCl為參比電極，以0.1M KOH為底液含有4mM葡萄糖，以掃速50mV·s^-1測試其對葡萄糖催化性能，評價結果見附圖2。

實施例4

將實施例1制備的磷化銅復合材料催化劑以4mg·mL^-1分散于無水乙醇中，評價方法如實施例3，評價結果見附圖2。

實施例5

將實施例2制備氧化銅復合材料以4mg·mL^-1分散于無水乙醇中，評價方法如實施例3，評價結果見附圖2。

根據(jù)圖2評價結果可知，磷化銅復合材料電催化劑對葡萄糖催化性能更好。

以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。