基于表面多孔结构的丝网整体催化剂的制备
通常制备多孔材料的方法是去合金化法和硬模板法，去合金化法能够得到较大比表面的催化剂，但该方法得到的纳米级孔不利于反应物及产物的传输。硬模板法虽然可以很好地控制孔径结构大小等参数，但模板的去除通常比较困难，并且该方法过程复杂，且容易对催化剂造成污染。最重要的是，现有报道中制备的多孔金属催化剂在催化反应过程中缺少有效的载体，致使催化剂的分散度不好，传质以及传热能力差，降低催化效率。CN102688756A (201210162612. 1)公开了一种整体式多孔金钯合金催化剂，它是在金钯银合金丝的表面电沉积一层铜，经高温退火使铜镀层与内部金钯银合金实现合金化，然后利用强电解质溶液进行自由腐蚀或电化学腐蚀，制得的催化剂包括金钯银合金芯和多孔金钯合金膜，多孔金钯合金膜均匀覆盖于金钯银合金芯的外表层。该催化剂的制备方法较为复杂，耗时耗能且对原始材料要求较高且贵金属含量很高，成本高，不适合大规模生产。
针对现有技术的不足，本文提供一种表面多孔结构的丝网整体催化剂的制备方 法。特别是一种表面多孔的Au/Cu双金属结构丝网整体催化剂的制备方法。采用的技术方案如下：
(1)用Cu线制备盘状Cu丝网基底或直接采用商购盘状Cu丝网为基底，超声清洗；
(2)配制电沉积溶液：电沉积溶液为硫酸铜、氯金酸和硫酸的混合溶液,溶液中含有0~20mmol/L的 Cu(S04)2、0 ~20mmol/L 的 HAuCl4为 0 ~20mmol/L 和 0• 5 ~2mol/L H2SO4;其中 Cu(SO4)2 和HAuCl4F同时为0。
(3)采用三电极体系在电化学工作站上进行电沉积，所述三电极体系采用步骤（I) 所述的盘状Cu丝网基底为工作电极，钼片电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极；分别 制得表面三维多孔结构的Cu单金属、Au单金属或Au/Cu双金属丝网整体催化剂。收集制得的多孔Cu单金属、Au单金属或Au/Cu双金属丝网整体催化剂，用超纯水 反复洗涤8~10次，至检测冲洗的水为中性，然后放入真空干燥箱中备用。
步骤（1)中，用Cu线制备Cu丝网基底的方法是：将直径为 50~500 μ m的Cu线盘结为盘状Cu丝网基底，并在无水乙醇、IM HCl和超纯水中进行超声 清洗5~8min。进一步优选的，用直径为100~300 μ m的Cu线盘结成直径为4~20mm盘 状Cu丝网基底。步骤（3)电沉积条件为：-1~-5V的电位下沉积10~500s。 进一步优选，电沉积条件为：在-I. 5V的电位下沉积100s。
与已有技术相比，本方案的优点体现在：1、提供一种基于表面多孔结构的Au、Cu或Au/Cu金属丝网整体催化剂，所 述催化剂由Cu丝网基底及在其表面形成的多孔薄膜构成，解决了传统的多孔金属催化剂 在催化反应过程中缺少有效载体的问题；该类催化剂具有优异的导热、导电性能，以及高 催化活性。此外，该催化剂的主要成分是Cu,或表面载有极少量的贵金属Au,因此催化剂的 成本很低，制备方法绿色、简单、快速，适合大规模生产。2、使用氢气泡模板法制备三维多孔结构的Cu、Au及Au/Cu双金属催化剂， 制备的催化剂是具有纳米多孔结构的宏观整体催化剂，因此该整体催化剂易于回收和重复 利用；氢气泡模板法是一种绿色，简便，快速的制备多孔薄膜的方法，在较负的阴极电位下 (较高的阴极电位)，在电极表面形成氢气泡，金属在氢气泡之间沉积，从而形成多孔结构。 重要的是，该方法可以方便地实现几种金属间的共沉积，通过控制沉积参数及电镀液的组 成可以方便的控制多孔薄膜的厚度、孔结构及组成。3、使用氢气泡模板法可以简单地通过控制电沉积的参数有效地控制多孔 薄膜的厚度、孔结构及表面组成；通过该方法制备的催化剂适用于多种催化反应。