[发明专利]超临界流体体系处理Pt和PtRu等催化剂应用于高性能电催化

说明书

一、技术领域

本发明是一种用超临界流体体系处理负载型的铂(Pt)或铂钌(PtRu)等多金属(二金属，三金属)催化剂的后处理方法，属于催化剂制造的技术领域。

二、背景技术

面临着燃料(煤炭、化石)能源日益枯竭，新能源的开发缓慢、能源费用上涨的挑战，节约有限能源、降低工业生产中的能耗变成了当务之急。电化学科学是以研究如何加速电极上电催化反应速度、降低电极电位为研究内容，与节能降耗密切相关，特别是高性能的电化学催化剂地研制对解决能源问题起了重要的作用。负载型的铂(Pt)或铂钌(PtRu)等多金属(二金属，三金属)催化剂被广泛的应用到电化学领域中，如甲醇、甲酸、乙醇等有机物的电催化或其他催化。因此如何提高负载型的铂(Pt)或铂钌(PtRu)等多金属(二金属，三金属)催化剂的活性，已成为人们备受关注的问题。

为了提高上述催化剂的活性，世界各国的研究人员已经用了多种方法合成了各种铂(Pt)或铂钌(PtRu)等多金属(二金属，三金属)催化剂，并且能够使得金属粒子均匀的分散在负载的表面，然而催化剂的活性远低于人们的期望。

本发明通过用超临界流体体系处理负载型的铂(Pt)或铂钌(PtRu)等多金属(二金属，三金属)催化剂，使得催化剂纳米颗粒的结构形貌及性质发生一定的改变，以提高催化剂的活性，进而提高了该类催化剂的电催化效果。该后处理的方法具有简单、有效和环保的特点，而且能够使得催化剂的活性有显著的提高。

三、发明内容

为了提高负载型的铂(Pt)或铂钌(PtRu)等多金属(二金属，三金属)催化剂的活性，本发明提供了一种用超临界流体体系处理催化剂的后处理方法。

具体实验步骤为：

A)称取一定量已经制好的铂(Pt)或铂钌(PtRu)等多金属(二金属，三金属)催化剂(已达到相关文献的催化水平)，用铝箔包好。

B)连接好反应装置，检查气密性，将包好的催化剂放入高温反应器里，然后将温度调到0～600℃甚至更高的温度。

C)将超临界流体系统的还原组分和非还原组分逐一通入到一定容积的容器中，加压到0～30MPa甚至更高，混合0～300min甚至更长。

D)将混合气体压入高温反应器中，加压到0～30MPa甚至更高，反应0～10h甚至更长。

E)冷却后，取出样品。

在上述的试验方法中，催化剂的负载可以是炭黑，活性炭，碳纤维，碳纳米管，石墨烯，氧化铝，二氧化钛等任何导电载体或混合载体。

在上述的试验方法中，超临界流体系统中还原组分可以是甲醇、乙醇、氢气等，也可以是其他物质。

在上述的试验方法中，非还原组分为水、二氧化碳、甲烷、乙烷或其他化合物。

通过对有无超临界流体体系后处理的Pt/G和PtRu/G催化剂的循环伏安曲线对比，我们发现经过后处理的催化剂具有更强的电催化氧化性能。

本发明用了一种简单、有效、环保的后处理方法，使得负载型的铂(Pt)或铂钌(PtRu)等多金属(二金属，三金属)催化剂的活性有了明显地提高。本发明通过使催化剂纳米颗粒的结构形貌及性质发生一定的改变，来提高催化剂的活性，进而提高了该类催化剂的催化效果。这种后处理方法对电化学催化剂的发展，以及解决能源问题，有着不容忽视的作用。

四、附图说明

图1是没有后处理和有后处理的PtRu/G循环伏安曲线。

图2是没有后处理和有后处理的Pt/G循环伏安曲线。

五、具体实施方式

下面介绍一下本发明的实施例。

实施例一：

对甲醇燃料电池中的石墨烯负载型PtRu催化剂的后处理：称取一定量的已经制好的石墨烯负载型PtRu催化剂(已达到相关文献的催化水平)，连接好反应装置，检查气密性，将包好的催化剂放入高温反应器里，然后将温度调到0～600℃甚至更高的温度。将超临界流体系统的还原组分和非还原组分逐一通入到一定容积的容器中，加压到0～30MPa甚至更高，混合0～300min甚至更长。将混合气体压入高温反应器中，加压到0～30MPa甚至更高，反应0～10h甚至更长。冷却后，取出样品。