1.一种硼、氮掺杂碳多孔纳米管包覆铂合金纳米颗粒材料催化剂在电化学法制取臭氧中的应用,其特征在于其是由掺杂硼、氮的碳多孔纳米管以及包覆在掺杂硼、氮的碳多孔纳米管中的铂合金纳米颗粒组成,铂合金纳米颗粒的负载量为掺杂硼、氮的碳多孔纳米管的质量的2%‑20%;所述铂合金为铂钴合金;
催化剂的制备方法包括以下步骤:
1)将聚乙二醇、尿素、硼酸、非贵金属盐和铂源一并溶于水中,混合均匀,形成的溶液在
80‑200℃温度下干燥6‑24小时,使溶液中的水分完全蒸发,得到固态混合物;
2)将步骤1)所得固态混合物置于管式炉内,在高纯气体气氛下焙烧,焙烧温度为900℃,焙烧时间为0.5‑8小时,即制得所述硼、氮掺杂碳多孔纳米管包覆铂合金纳米颗粒材料催化剂;
步骤1)中,所述聚乙二醇、尿素和硼酸的质量比为0.08 0.12 : 0.8 1.2 : 0.02~ ~ ~
0.05;聚乙二醇、非贵金属盐和铂源的质量比为50 : 0.8 1.5 : 1 2。
~ ~
2.如权利要求1所述的一种硼、氮掺杂碳多孔纳米管包覆铂合金纳米颗粒材料催化剂在电化学法制取臭氧中的应用,其特征在于所述铂源为乙酰丙酮铂。
3.如权利要求1所述的一种硼、氮掺杂碳多孔纳米管包覆铂合金纳米颗粒材料催化剂在电化学法制取臭氧中的应用,其特征在于步骤1)中,所述非贵金属盐为乙酰丙酮钴。
4.如权利要求1所述的一种硼、氮掺杂碳多孔纳米管包覆铂合金纳米颗粒材料催化剂在电化学法制取臭氧中的应用,其特征在于铂合金纳米颗粒的负载量为掺杂硼、氮的碳多孔纳米管的质量的10%。
5.如权利要求1所述的一种硼、氮掺杂碳多孔纳米管包覆铂合金纳米颗粒材料催化剂在电化学法制取臭氧中的应用,其特征在于催化剂制备的步骤2)中,高纯气体为氮气。
6.如权利要求1所述的一种硼、氮掺杂碳多孔纳米管包覆铂合金纳米颗粒材料催化剂在电化学法制取臭氧中的应用,其特征在于催化剂应用在电化学法制取臭氧中的方法包括以下步骤:由恒电流仪控制电压和电流,采用H型电解槽进行反应,两个电极室之间保持水、气畅通,以饱和硫酸钾水溶液作为电解液,将所述硼、氮掺杂碳多孔纳米管包覆铂合金纳米颗粒材料催化剂涂布在碳布上作为阳极室内的工作电极,将铂片作为阴极室内的对电极,反应电流控制在5‑50 mA,槽电压控制在2‑10 V之间,进行电催化制取臭氧反应得到臭氧产品。
7.如权利要求6所述的一种硼、氮掺杂碳多孔纳米管包覆铂合金纳米颗粒材料催化剂在电化学法制取臭氧中的应用,其特征在于反应电流控制在20‑30 mA;槽电压控制在3‑5 V。