[发明专利]燃料电池用致密铂单原子层催化的制备及电极和应用

权利要求书

1.一种燃料电池用致密铂单原子层催化电极的制备方法，其步骤为：

1)纳米多孔金采用脱合金法制备：将含有Au/Ag的金箔置于浓HNO₃中腐蚀，脱除Ag以制得纳米多孔金；

2)纳米多孔金工作电极的制备：将步骤1)中纳米多孔金工作电极分为面积为0.1256cm²圆形和2×2cm²方形两种；圆形电极的制备：将制备好的圆形纳米多孔金转移至玻碳电极表面，然后将其修饰为直径4mm层叠的玻碳/纳米多孔金电极；方形电极的制备：将1)中制备好的纳米多孔金首先转移至云母片或金属基底上，采用热压法将纳米多孔金薄膜从基底表面转印至离子交换膜表面，制备2cm×2cm的方形纳米多孔金电极；

3)配制电解质溶液：使用的电解质溶液为：H₂SO₄、CuSO₄、K₂PtCl₄和柠檬酸溶液的混合溶液；

4)制备致密Pt单原子层催化电极：将电解质溶液置于100ml三口电解池中，通入Ar至饱和；采用三电极体系，使用循环伏安法控制电位和扫描速度进行铜的欠电位沉积和铂的单原子层置换。

2.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：脱合金法制备纳米多孔金的条件为10℃-60℃温度条件下腐蚀10min-2h。

3.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：经过修饰，使圆形0.1256cm²的电极为纳米多孔金恰好完全覆盖在直径为4mm的玻碳电极表面；热压法制备2cm×2cm的方形纳米多孔金电极，条件为压力大小2～10Mpa，时间0.5～30min，温度50～200℃。

4.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述电解质溶液为100mL的50mM H₂SO₄+50mM CuSO₄中添加200μL-2mL浓度为0.01-10mM的K₂PtCl₄溶液和1-5mL浓度为5-50mM的柠檬酸溶液的混合溶液。

5.根据权利要求1所述的制备方法，其特征在于：所述循环伏安法为使用循环伏安技术将电位控制在-0.2-0.6Vvs.SCE之间的某个区间上，扫描速度选择在1-50mV/s进行铜的欠电位沉积和铂的单原子层置换。