[发明专利]三维氮掺杂石墨烯载铂铜复合电催化剂及其制备方法

权利要求书

1.一种三维氮掺杂石墨烯载铂铜复合电催化剂，其特征在于：以三维氮掺杂石墨烯为载体，铂为活性组分，铜为助催化剂，催化剂中铂质量分数为20%，铜的质量分数5~20%，余量为载体。

2.根据权利要求1所述的三维氮掺杂石墨烯载铂铜复合电催化剂，其特征在于：所述的三维氮掺杂石墨烯采取如下方法制备得到，

（1）将氧化石墨烯片超声分散于水溶液中，然后加入尿素、可溶性镍盐混合均匀，混合物中石墨烯片含量为0.5~6mg/ml，尿素浓度0.1~2mg/ml，Ni²⁺的浓度为0.01~2.0mg/ml;

（2）将混合物转移到反应釜中，在150~200℃密闭反应，经洗涤干燥得到三维氮掺杂石墨烯。

3.权利要求1所述三维氮掺杂石墨烯载铂铜复合电催化剂的制备方法，其特征在于包括以下步骤：

（1）将氧化石墨烯片超声分散于水溶液中，然后加入尿素、可溶性镍盐混合均匀，混合物中石墨烯片含量为0.5~6mg/ml，尿素浓度0.1~2mg/ml，Ni²⁺ 的浓度为0.01~2.0mg/ml;

（2）将混合物转移到反应釜中，在150~200℃密闭反应，经洗涤干燥得到三维氮掺杂石墨烯；

（3）将三维氮掺杂石墨烯溶解于乙二醇中，加入氯铂酸、氯化铜和谷氨酸，三维氮掺杂石墨烯、氯铂酸、氯化铜与谷氨酸的质量比为谷氨酸和的质量比为8：5.2：1.75：10～8：5.2：5.25：12；

（4）调节步骤（3）制备得到的混合物pH值为11~13，在微波炉中反应，经过离心，洗涤、干燥得到三维氮掺杂石墨烯载铂铜纳米电催化剂。

4.根据权利要求3所述三维氮掺杂石墨烯载铂铜复合电催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（2）和（4）中的干燥方式为冷冻干燥。

5.根据权利要求3所述三维氮掺杂石墨烯载铂铜复合电催化剂的制备方法，其特征在于：所述可溶性镍盐为硝酸镍、氯化镍、醋酸镍或硫酸镍。

6.根据权利要求3所述三维氮掺杂石墨烯载铂铜复合电催化剂的制备方法，其特征在于：步骤（4）使用微波加热，功率为500~2000W。

7.权利要求1所述的三维氮掺杂石墨烯载铂铜复合电催化剂在甲醇燃料电池阳极催化剂的应用。

8.根据权利要求7所述应用，其特征在于：将三维氮掺杂石墨烯载铂铜复合电催化剂、乙醇和水混合均匀，其中三维氮掺杂石墨烯载铂铜复合电催化剂2mg和200μL乙醇和200μL水，将5μL混合液滴在玻碳电极上，室温下晾干，之后再滴上Nafion溶液固定催化剂制得工作电极。