[发明专利]一种提高燃料电池催化剂比表面积的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种聚[2-甲基嘧啶-9，9-二辛基芴] 共聚物在THF溶液与单壁碳纳米管（SWCNTs）发生反应生成聚[2-甲基嘧啶-9，9-二辛基芴]﹣SWCNTs复合物，在不同的离心速度下分离产物，分别与氯铂酸发生反应，最终生成聚[2-甲基嘧啶-9，9-二辛基芴] ﹣SWCNTs﹣Pt复合物（铂纳米颗粒复合物），把最终产物分离，干燥分别在1MH₂SO₄和0.5MH₂SO₄+0.5MCH₃OH溶液中测伏安曲线，计算出比表面积，该复合物比表面积比较大，适用于做燃料电池的催化剂。

背景技术

碳纳米管在很多重要的合成领域有很大的应用，所以测量硫酸的含量是即使在工业生产中，也是实验研究中有很大的用途.碳纳米管具备着优良的电学性能和力学性能,是复合材料理想的添加相.碳纳米管/聚合物功能复合材料同时具有碳纳米管超强的力学性能、高的导电、导热性能、大的比表面积和良好的吸附性能等特性和聚合物的易加工成型、功能性等独特性能。

燃料电池是一种直接将储存在燃料和氧化剂中的化学能高效一、环境友好地转化为电能的电化学发电装置,其单个电池是由正负两个电极负极即燃料发生氧化反应的电极正极即氧化剂发生还原反应的电极以及电解质组成.William Grove于1839年首次演示了氢氧燃料电池的工作原理,从此开创了一种新的能源技术,历史性的第一次直接将化学能转化为电能。William Grove于1839年首次演示了氢氧燃料电池的工作原理,从此开创了一种新的能源技术,历史性的第一次直接将化学能转化为电能.燃料电池的现代发展起始于20世纪60年代初期.美国政府的新机构国家航空和宇宙航行局资助了一系列的研究合同,从事开发实用的燃料电池,并成功地将其运用到太空舱电源系统,其中杜邦公司成功开发出含氟的磺酸型质子交换膜。

发明内容

本发明制备了聚[2-甲基嘧啶-9，9-二辛基芴]﹣SWCNTs复合物，按离心速度的不同，我们对聚[2-甲基嘧啶-9，9-二辛基芴]﹣SWCNTs复合物在THF溶液中测试的近紫外-可见光谱说明书附图3所示。200 nm～800 nm范围内的紫外光谱曲线，在THF溶液中复合物最大吸收峰λ（nm）出现在383 nm。通过公式A=εbc从紫外可见光谱图中可以初步的计算碳纳米管的溶解度。其中A为700 nm时的吸光度0.129;ε为单壁碳纳米管在700 nm处的摩尔吸光系数，ε₇₀₀=2.35×10³cm²/g;b为样品光程（cm）,通常指比色皿的厚度，b=1 cm;c为样品溶解度54.9 mg/L.

再把复合物不同的离心速度下进行分离，离心速度分别为0 rpm，3000 rpm，离心速度越大分离出来的复合物颗粒越小，比表面积越大，该复合物与氯铂酸发生反应，零价铂吸附到复合物表面上，生成铂纳米颗粒复合物，通过透射电子显微镜看出与离心速度为0 rpm铂纳米颗粒复合物相比离心速度为3000 rpm复合物上面的铂颗粒较多.然后测紫外-可见光谱，热分析，电镜透射，X射线衍射光谱图，循环伏安曲线等手段比较了两种不同离心下的铂纳米颗粒复合物的各种性质.

铂纳米颗粒复合物测试伏安曲线，从1MH₂SO₄溶液中的电化学图说明书附图10可以计算出我们所合成的铂纳米颗粒复合物的比表面积，比表面积的大小的大小来判断催化性能的强弱，离心速度为0 rpm的铂纳米颗粒复合物中的铂纳米颗粒的比表面积为23.33 m²/g离心速度为3000 rpm的铂纳米颗粒复合物中中的铂纳米颗粒比表面积为35.24 m²/g,从0.5MH₂SO₄+0.5MCH₃OH溶液中的电化学图说明书附图11可以计算出我们所合成的铂纳米颗粒复合物的电流密度，离心速度为0 rpm的铂纳米颗粒复合物的电流密度为2.40 mA/cm²，离心速度为3000 rpm的铂纳米颗粒复合物的电流密度为13.35 mA/cm²，从计算结果可以判断，离心速度为3000 rpm的铂纳米颗粒复合物的催化活性比较好。

本发明的目的

本发明的目的之一是我们发明合成了聚[2-甲基嘧啶-9，9-二辛基芴]﹣SWCNTs复合物，产物在不同的离心速度下分离不同大小的复合物颗粒.