本发明涉及电催化丙烯氧化领域，具体涉及一种二氧化铅催化剂的制备方法及其在电催化丙烯氧化中的应用。
背景技术：
1、环氧丙烷是制造聚氨酯泡沫(家具和汽车座椅、绝缘泡沫和食品包装)的原材料，还可以生产各类非离子型表面活性剂，在石油、化工、农药、纺织、日化等行业得到广泛应用。除此之外，环氧丙烷还可以部分水解为丙二醇，用作溶剂或具有特殊用途，例如显微镜中的固定剂、熏蒸剂等，且其需求量也正在逐渐增加。
2、目前，传统生产环氧丙烷的方法包括氯醇法、共氧化法和过氧化氢法，但这三种方法都具有明显的缺点：氯醇法需使用大量对环境有害的氯和水资源，并产生大量难以处理的含氯化物的废水，对环境造成伤害；共氧化法的工艺复杂，反应条件苛刻，对丙烯纯度和设备要求高，而且会生成大量的副产物；过氧化氢法需使用成本较高的h2o2，而且具有爆炸的风险。因此，利用电化学氧化丙烯制备丙二醇和环氧丙烷引起了人们的特别关注，该过程可在室温的条件下，将丙烯电氧化生成环氧丙烷和丙二醇，同时在对电极上产生氢气。然而，目前已报道的电催化丙烯氧化制备环氧丙烷和丙二醇催化剂的催化活性低且选择性差。
3、综上所述，需要开发一种制备方法简单、成本低廉、具有高活性和高选择性的电催化丙烯氧化催化剂，并确保催化剂对电催化丙烯氧化的高活性和高选择性，以满足其在电催化丙烯氧化制备环氧丙烷和丙二醇的应用。
技术实现思路
1、本发明的目的在于提供一种二氧化铅催化剂的制备方法及其在电催化丙烯氧化中的应用，其制备方法具有简单、成本低廉、重复性好等优点，同时使所得产物具有较高的活性和选择性，可以有效地提升电催化丙烯氧化的产率和法拉第效率。
2、在本发明的一个方面，本发明提出了一种二氧化铅催化剂的制备方法。根据本发明的实施例，所述方法包括以下步骤：以酸处理后的碳纸为基底，再利用脉冲电沉积法在酸处理后的碳纸上沉积二氧化铅，即得所述二氧化铅催化剂。
3、另外，根据本发明上述实施例的一种二氧化铅催化剂的制备方法，还可以具有如下附加的技术特征：
4、在本发明的一些实施例中，所述酸处理采用硫酸。
5、在本发明的一些实施例中，所述碳纸的酸处理步骤如下：将碳纸在乙醇中浸泡，然后洗涤，再将碳纸在h2so4中浸泡，之后再洗涤，得到酸处理后的碳纸。
6、在本发明的一些实施例中，所述碳纸在乙醇中和h2so4浸泡时间均为15～20min，所述洗涤均采用去离子水。
7、在本发明的一些实施例中，所述脉冲电沉积法采用的沉积电解液制备方法如下：将hno3溶液与pb(no3)2混合搅拌，得到沉积电解液。
8、在本发明的一些实施例中，所述hno3溶液的浓度为0.01～0.07mol/l，所述hno3溶液与pb(no3)2的摩尔比为0.5～5：1。
9、在本发明的一些实施例中，所述脉冲电沉积法具体包括以下步骤：在电解槽中加入沉积电解液，以酸处理后的碳纸为工作电极，ag/agcl电极为参比电极，pt片电极为对电极，用脉冲电沉积法将pbo2沉积在碳纸上，然后冲洗，即得所述二氧化铅催化剂。
10、在本发明的一些实施例中，所述脉冲沉积法参数设置如下，上限电位为1.5～2.5vvs ag/agcl，下限电位为0.5～1.5v vs ag/agcl，占空比为30％～60％，脉冲频率为0.5～5hz。
11、在本发明的另一方面，本发明提出了二氧化铅催化剂应用于电催化丙烯氧化。
12、在本发明的另一方面，本发明提出了一种电催化丙烯氧化制备环氧丙烷和丙二醇的方法。根据本发明的实施例，所述制备方法包括以下步骤：对丙烯电氧化的电化学测试在h型电解池中进行，以0.1m hclo4为电解液，1*1cm的上述制备得到的电沉积后的碳纸用作工作电极，参比电极为ag/agcl电极、对电极为碳棒电极，电位由东华电化学工作站控制。将丙烯以10ml min-1的流速吹入气腔5min以去除残留空气后，在每个施加电位下进行计时电流(恒电压)电解1h来在电解液中生成环氧丙烷和丙二醇。
13、与现有技术相比，本发明的有益效果是：
14、1、本发明提供了一种二氧化铅催化剂制备方法，具有操作简单、成本低廉、重复性好的优点，同时使所得产物具有较高的活性和选择性，可以有效地提升电催化丙烯氧化的产率和法拉第效率。
15、2、本发明所得产物为电催化丙烯氧化的催化剂材料，有效解决了目前电催化丙烯氧化的催化剂成本高和所得产物法拉第效率低和产率低的问题，从而使电催化丙烯氧化的产率和法拉第效率得到提升。
1.一种二氧化铅催化剂的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：以酸处理后的碳纸为基底，再利用脉冲电沉积法在酸处理后的碳纸上沉积二氧化铅，即得所述二氧化铅催化剂。
2.根据权利要求1所述的一种二氧化铅催化剂的制备方法，其特征在于：所述酸处理采用硫酸。
3.根据权利要求2所述的一种二氧化铅催化剂的制备方法，其特征在于，所述碳纸的酸处理步骤如下：将碳纸在乙醇中浸泡，然后洗涤，再将碳纸在h2so4中浸泡，之后再洗涤，得到酸处理后的碳纸。
4.根据权利要求3所述的一种二氧化铅催化剂的制备方法，其特征在于：所述碳纸在乙醇中和h2so4浸泡时间均为15～20min，所述洗涤均采用去离子水。
5.根据权利要求1所述的一种二氧化铅催化剂的制备方法，其特征在于，所述脉冲电沉积法采用的沉积电解液制备方法如下：将hno3溶液与pb(no3)2混合搅拌，得到沉积电解液。
6.根据权利要求5所述的一种二氧化铅催化剂的制备方法，其特征在于：所述hno3溶液的浓度为0.01～0.07mol/l，所述hno3溶液与pb(no3)2的摩尔比为0.5～5：1。
7.根据权利要求5所述的一种二氧化铅催化剂的制备方法，其特征在于，所述脉冲电沉积法具体包括以下步骤：在电解槽中加入沉积电解液，以酸处理后的碳纸为工作电极，ag/agcl电极为参比电极，pt片电极为对电极，用脉冲电沉积法将pbo2沉积在碳纸上，然后冲洗，即得所述二氧化铅催化剂。
8.根据权利要求7所述的一种二氧化铅催化剂的制备方法，其特征在于：所述脉冲沉积法参数设置如下，上限电位为1.5～2.5v vs ag/agcl，下限电位为0.5～1.5v vs ag/agcl，占空比为30％～60％，脉冲频率为0.5～5hz。
9.权利要求1所述的一种二氧化铅催化剂的制备方法制备得到的二氧化铅催化剂应用于电催化丙烯氧化。
10.一种电催化丙烯氧化制备环氧丙烷和丙二醇的方法，其特征在于，包括以下步骤：
