[发明专利]一种燃料电池催化剂MOxCNTs和MOxC的制备方法

说明书

[技术领域]

本发明涉及燃料电池催化剂技术领域，具体的说是一种燃料电池催化剂MOxCNTs和MOxC的制备方法。

[背景技术]

燃料电池催化剂多采用Pt催化剂，但Pt对甲醇氧化的中间产物CO具有很强的吸附力，催化剂表面对CO的吸附将进一步阻止甲醇的吸附和氧化，故有人说甲醇在Pt上的电氧化是一个自中毒反应，因此，寻找能够减小或消除中间产物对铂中毒的方法便成为研究热点。

目前研究cNTs作为催化剂载体材料，事实上是对催化剂的性能改善，用Pt盐作为CNTs上所载Pt金属的来源，先用稀硝酸纯化CNTs进行氧化预处理，在其表面上沉积上Pt粒，把该制得的催化剂用于PEMFC的氧化还原。此外另一种方法是在二乙烯乙醇中还原铂盐，把Pt粒沉积在CNTs上制得的催化电极。实验结果表明，催化活性与催化剂的合成方法以及所载物质的颗粒大小及量的多少有关，若所载物质为Pt，则催化活性与铂的粒径成反比，与铂载量成正比，但铂的粒径大小对活性的影响更大，催化活性高于单纯合金的催化剂。同时发现用硝酸处理过的比在二乙烯乙醇的铂盐溶液中制各的催化剂有较高的催化活性。

[发明内容]

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种工艺简单、催化活性高的燃料电池催化剂MOxCNTs和MOxC的制备方法。

为实现上述目的，设计一种燃料电池催化剂MOxCNTs和MOxC的制备方法，其特征在于具体工艺步骤为：(1)活性炭载体的预处理，将活性炭粉末在丙酮中回流1-2h，然后过滤、洗涤、干燥，用硝酸浸泡24h，然后去离子水洗涤至中性，用10-15％的过氧化氢回流2-3h，过滤、洗涤、干燥、研磨；(2)将预处理的活性炭加入异丙醇水溶液，异丙醇∶水＝1∶3，超声波分散均匀；(3)定量称取金属盐，配制成0.1mol/L的金属盐溶液{SnelZ、Ni(NO3)2、Co(NO3)2}，(4)将金属盐溶液，缓慢滴加到上述装有活性炭的容器中，超声波分散均匀，(5)逐滴滴加0.1mol/L的NaZCO3或者NaOH溶液，直到PH值为9，以实现完全沉淀，(6)超声波搅拌1-2小时，然后再抽滤，(7)真空干燥箱中，70℃干燥36小时，(8)放入管式电阻炉中，在400℃的温度下分解3小时，即可得MOxCNTs和MoxC。

本发明与现有技术相比，工艺流程简单，碳纳米管凭借其管径小，分布均匀，管壁结构复杂，比表面大，导电率高等结构特性可作为良好的催化剂载体，具有更高的表层铂负载量，更高的铂的分散度，更多的活性中心，催化活性高，具有良好的抗CO中毒能力。

[具体实施方式]

燃料电池催化剂MOxCNTs和MOxC的制备方法，具体工艺步骤为：(1)活性炭载体的预处理，将活性炭粉末在丙酮中回流1-2h，然后过滤、洗涤、干燥，用硝酸浸泡24h，然后去离子水洗涤至中性，用10-15％的过氧化氢回流2-3h，过滤、洗涤、干燥、研磨；(2)将预处理的活性炭加入异丙醇水溶液，异丙醇∶水＝1∶3，超声波分散均匀；(3)定量称取金属盐，配制成0.1mol/L的金属盐溶液{SnelZ、Ni(NO3)2、Co(NO3)2}，(4)将金属盐溶液，缓慢滴加到上述装有活性炭的容器中，超声波分散均匀，(5)逐滴滴加0.1mol/L的NaZCO3或者NaOH溶液，直到PH值为9，以实现完全沉淀，(6)超声波搅拌1-2小时，然后再抽滤，(7)真空干燥箱中，70℃干燥36小时，(8)放入管式电阻炉中，在400℃的温度下分解3小时，即可得MOxCNTs和MoxC。