1.一种在碱性介质中电催化甲醇氧化的催化剂,其特征是:采用空间限域热解得到了负载在碳基底上的碳化钨和金属镍组成的双组分催化剂WC/Ni@C,其由以下步骤制备:以Ni取代的Keggin型多钨氧酸盐K10SiW9O37[Ni(H2O)]3(记为SiW9Ni3),经典的沸石咪唑酯骨架材料ZIF-8和碳黑(EC600JD)为前驱体,首先将SiW9Ni3原位封装到ZIF-8的空腔内,形成POM@ZIF-8的复合前驱体(SiW9Ni3@ZIF/C),并负载在多孔碳基底上,记为WC/Ni@C;
步骤1,SiW9Ni3的合成;
将NiSO4·6H2O加入CH3COONa溶液中并充分溶解,在60-80℃下,将Na10[α-SiW9O34]·
18H2O,记为SiW9,缓慢加入到上述溶液中,当SiW9全部溶解至溶液澄清时,加热30-50min,然后将混合溶液冷却至室温并进行抽滤,向所得滤液中加入KCl溶液,充分搅拌,得到绿色沉淀,在60-80℃水中进行重结晶,然后得到产物SiW9Ni3;
步骤2,SiW9Ni3@ZIF/C前驱体的合成;
称取适量的Zn(NO3)2·6H2O和步骤1制备的SiW9Ni3溶解在去离子水中;另取适量的2-甲基咪唑、三乙胺和导电碳黑加入于水中并进行超声处理,使2-甲基咪唑和三乙胺溶解,导电碳黑能够均匀的分散在溶液中;然后将上述溶液混合,室温下搅拌1-2小时,产生黑色沉淀,用蒸馏水洗涤,离心得到固体,使用真空干燥箱在70-90℃的条件下进行干燥5-10个小时,记为SiW9Ni3@ZIF/C;
步骤3,WC/Ni@C催化剂的合成;
称取一定质量的步骤2制备的SiW9Ni3@ZIF/C前驱体,置于管式炉中,首先升温并停留数小时,然后再升高到指定温度800-1100℃,碳化几个小时,自然冷却至室温,得到黑色粉末;
取出煅烧样品,称量,研磨,记为WC/Ni@C。
2.根据权利要求1所述的一种在碱性介质中电催化甲醇氧化的催化剂,其特征是:WC/Ni@C催化剂具有良好的MOR催化活性,其在碱性条件下电催化甲醇氧化的起始电位为+
0.35V;当电势达到+0.6V时,其氧化峰电流密度为310mA/cm2;在+0.5V电势下进行恒电位电解,107min后其电流密度下降22.7%。
3.根据权利要求2所述的一种在碱性介质中电催化甲醇氧化的催化剂,其特征是:步骤
3中先升温并停留数2小时,然后再升高到指定温度900℃,碳化1个小时,自然冷却至室温,得到黑色粉末;取出煅烧样品。