[发明专利]一种铂锡石墨烯催化剂的快速制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种铂锡石墨烯催化剂的快速制备方法，属石墨碳材料石墨烯制备及应用的技术领域。

背景技术

 石墨烯，又称单层石墨，是由碳原子组成的六角形呈蜂巢晶格的平面薄膜，为只有一个碳原子厚度的二维材料；石墨烯一直被认为是一种假设性结构，无法单独稳定存在，2004年英国曼彻斯特大学物理学家安德烈·海姆和康斯坦丁·诺沃肖洛夫剥离高定向石墨，成功制得了石墨烯，并因此获得2010年诺贝尔物理学奖。

 石墨烯是薄而坚硬的纳米材料，几乎是透明的，导热系数高于纳米碳管和金钢石，常温下电子迁移率大于纳米碳管和硅晶体，且电阻率比铜、银还低，为目前电阻率最小的材料；因为它的电阻率低，电子移动速度快，因此被期待用来制备更薄、导电速度更快的新一代电子元件或晶体管；由于石墨烯是一种透明、良好的导体，也适合用于制造透明触摸屏、纸电池、太阳能电池；石墨烯另一个特性是能够在常温下观察到量子霍尔效应。

甲醇燃料电池有望应用于便携式电器的电源，它具有高能量密度，不使用化石燃料，低的工作温度而备受关注；尽管燃料电池的研究已取得重要进展，但是一些重要的问题依然未能解决，如负极氧化还原反应过程中效率较低，铂催化剂容易结合CO而中毒；因此，催化剂在效率、活性等方面具有关键作用；催化剂的催化行为与其结构和分散程度密切相关，可通过选择不同的载体材料实现；石墨烯是一种蜂窝网状的二维结构，可做燃料电池催化剂的载体材料，以改变催化剂的催化活性，同时减少铂的使用量以节约成本。

发明内容

发明目的

本发明的目的是根据背景技术状况，以氧化石墨烯为原料，用超声剥离法制得石墨烯胶体溶液，用絮凝沉淀法、真空干燥法快速制成铂锡石墨烯，以提高石墨烯的制备速度和效率。

技术方案

使用的化学物质材料为：氧化石墨烯、乙二醇、氯铂酸、氯化亚锡、氢氧化钠、去离子水、无水乙醇、氩气，其准备用量如下：以克、毫升、厘米³为计量单位

氧化石墨烯：                                                      0.1g±0.001g

 乙二醇：                HOC₂H₂OH         50mL±1mL

氯铂酸：               H₂PtCl₆            10g±1g

氯化亚锡：             SnCl₂               10g±1g

氢氧化钠：          NaOH              1g±0.001g

去离子水：               H₂O                 5000mL±50mL

无水乙醇：                  C₂H₅OH           5000mL±50mL

氩气：                         Ar                    10000cm³±100cm³

制备方法如下：

(1)精选化学物质材料

 对制备所需的化学物质材料要进行精选，并进行质量纯度控制：

氧化石墨烯：            固态固体          99.0% 

 乙二醇：                液态液体          99.8%

氯铂酸：               固态固体          99.8%

氯化亚锡：             固态固体          98.0%

氢氧化钠：          固态固体          99.5%

去离子水：               液态液体          99.9%

 无水乙醇：                        液态液体          99.7%

氩气：                         气态气体            99.0%

(2)配制氢氧化钠乙二醇溶液