本發明屬于催化劑的設計與制備領域，特別涉及一種石墨炔基銅鉑催化劑及其制備方法。
背景技術：
1、直接甲醇燃料電池(dmfc)因其良好的甲醇燃料可用性、較低的工作溫度、簡單的電池系統、較高的能量轉換效率和較低的污染物排放而被認為是一種理想的電源。目前，鉑基催化劑是dmfc中甲醇氧化反應(mor)最常用的催化劑。但在mor過程中產生的一氧化碳(co)將導致鉑(pt)催化劑中毒，從而嚴重影響dmfc的性能，這是限制dmfc大規模商業化的主要因素之一。因而在保障催化劑mor活性的同時提升其co耐受性，是該技術攻關的主要方向。一種有希望的策略是將pt與另一種金屬，尤其是過渡金屬結合來開發雙金屬納米結構，利用兩種金屬之間的強耦合實現對活性中心電子結構的調控，進而協同優化催化劑活性與壽命。近年來，人們研究了大量上述雙金屬催化劑，如pt-ni(chemcatchem,2016,8,1410-1416)、pt-co(carbon,2016,96,229-236)、ptcu(j.phys.chem.c.,2016,120,10476-10484)等，均可實現對mor催化性能的部分提升。
2、催化劑的成本控制對其實際應用價值也至關重要，通過將pt基雙金屬納米材料分散到高活性低維碳材料載體上，可以在提高mor催化性能的同時減少pt的使用。石墨炔是由sp和sp2雜化碳形成的一種新型碳同素異形體，有著二炔鍵與苯環共軛連接的二維平面網狀化學結構。這種特殊的結構賦予石墨炔諸多獨特性質，例如豐富的碳化學鍵、連續的大共軛體系、寬面間距、杰出的機械與化學穩定性以及媲美硅的半導體性能，使其在催化領域展現出廣闊的應用前景(chem.soc.rev.,2022,51,2681-2709)。因此可以開發一類石墨炔負載的pt-過渡金屬類催化劑用于滿足高性能mor與dmfc的應用需求。
技術實現思路
1、針對上述問題，本發明一種石墨炔基銅鉑催化劑的制備方法，包括：
2、取六乙炔基苯、碘化亞銅與吡啶配置混合溶液；
3、將碳布基底浸入所述混合溶液中，在避光、惰性氣體保護條件下加熱反應，得到原位負載石墨炔的碳布；
4、將所述原位負載石墨炔的碳布清洗、干燥，以石墨炔為工作電極，石墨棒為對電極，飽和甘汞電極為參比電極，銅鹽與檸檬酸鈉的水溶液作為電解液，在恒電位下進行電化學還原沉積，得到石墨炔基銅納米顆粒催化劑；
5、將所述石墨炔基銅納米顆粒催化劑浸沒于鉑源水溶液中，離子交換得到鉑摻雜后的催化劑；
6、將所述鉑摻雜后的催化劑清洗、干燥，并進行退火熱處理，得到所述石墨炔基銅鉑催化劑。
7、其進一步的優選技術方案為：六乙炔基苯、碘化亞銅與吡啶的比例為10-40mg：1-2mg：10-40ml。
8、其進一步的優選技術方案為：加熱反應中，反應溫度為60-130℃，反應時間為12-72h。
9、其進一步的優選技術方案為：銅鹽與檸檬酸鈉的水溶液中，銅鹽選自氯化銅、硫酸銅、醋酸銅、硝酸銅及相應水合物中的一種或幾種的組合，所述水溶液中銅離子濃度為1-20mol/l。
10、其進一步的優選技術方案為：水溶液中，檸檬酸鈉的濃度為1-50mol/l。
11、其進一步的優選技術方案為：恒電位為0.5-1.5v區間中某一固定值，電化學還原沉積時間為50-500s。
12、其進一步的優選技術方案為：鉑源水溶液中，鉑源為氯鉑酸、氯鉑酸鉀或以上兩種的組合，鉑源濃度為5-50mol/l。
13、其進一步的優選技術方案為：離子交換的處理時間為0.5-24h。
14、其進一步的優選技術方案為：退火熱處理中，溫度為300-600℃，升溫速率為2℃/min-5℃/min，反應時間為4-12h。
15、其進一步的優選技術方案為：一種石墨炔基銅鉑催化劑，制備方法如上。
16、利用簡單的原位電沉積+離子交換方法，在高活性石墨炔基底上開發了一種新型石墨炔基銅鉑催化劑。利用pt與cu兩種金屬原子之間、金屬原子與碳基底之間的協同作用大幅度提升催化性能，同時實現貴金屬pt用量的降低，以減少成本。
17、本發明的目的是提供一種石墨炔基銅鉑催化劑的制備方法及其產品，應用于電催化甲醇氧化反應(mor)，以提升mor活性及長效穩定性，同時實現催化劑成本的降低，推動dmfc技術的發展。
18、本發明提供的一種石墨炔基銅鉑催化劑，具有以下優勢：
19、(1)原位電化學沉積制備銅納米顆粒結合鉑源溶液離子交換方法，不僅可以得到尺寸均勻的金屬納米顆粒產物，同時能夠有效降低催化劑所需貴金屬鉑的用量，降低催化劑制備成本。
20、(2)選擇二維碳石墨炔作為催化劑載體，石墨炔的富炔鍵結構及其電荷分布不均勻性有效增強了載體與活性中心之間的電荷相互作用，并且促進銅鉑納米顆粒的均勻、穩定錨定，對提升mor催化活性與穩定性具有顯著作用。
21、該方法制備的石墨炔基銅鉑催化劑對于mor具有出色的催化性能，并且制備過程簡單方便，制備效率高，可實現一定的規模化生產。
22、本發明的其它特征和優點將在隨后的說明書中闡述，并且，部分地從說明書中變得顯而易見，或者通過實施本發明而了解。本發明的目的和其他優點可通過在說明書、權利要求書以及附圖中所指出的結構來實現和獲得。
1.一種石墨炔基銅鉑催化劑的制備方法，其特征在于，包括：
2.根據權利要求1所述的一種石墨炔基銅鉑催化劑的制備方法，其特征在于，所述六乙炔基苯、碘化亞銅與吡啶的比例為10-40mg：1-2mg：10-40ml。
3.根據權利1要求所述的一種石墨炔基銅鉑催化劑的制備方法，其特征在于，所述加熱反應中，反應溫度為60-130℃，反應時間為12-72h。
4.根據權利要求1所述的一種石墨炔基銅鉑催化劑的制備方法，其特征在于，所述銅鹽與檸檬酸鈉的水溶液中，銅鹽選自氯化銅、硫酸銅、醋酸銅、硝酸銅及相應水合物中的一種或幾種的組合，所述水溶液中銅離子濃度為1-20mol/l。
5.根據權利要求4所述的一種石墨炔基銅鉑催化劑的制備方法，其特征在于，所述水溶液中，檸檬酸鈉的濃度為1-50mol/l。
6.根據權利要求1所述的一種石墨炔基銅鉑催化劑的制備方法，其特征在于，所述恒電位為0.5-1.5v區間中某一固定值，電化學還原沉積時間為50-500s。
7.根據權利要求1所述的一種石墨炔基銅鉑催化劑的制備方法，其特征在于，所述鉑源水溶液中，鉑源為氯鉑酸、氯鉑酸鉀或以上兩種的組合，鉑源濃度為5-50mol/l。
8.根據權利要求1所述的一種石墨炔基銅鉑催化劑的制備方法，其特征在于，所述離子交換的處理時間為0.5-24h。
9.根據權利要求1所述的一種石墨炔基銅鉑催化劑的制備方法，其特征在于，所述退火熱處理中，溫度為300-600℃，升溫速率為2℃/min-5℃/min，反應時間為4-12h。
10.一種石墨炔基銅鉑催化劑，其特征在于，由權利要求1-9任一項方法制備得到。