[发明专利]一种抗一氧化碳毒化的碳载铂-二氧化钨电催化剂及其制备方法

说明书

本发明属于纳米催化剂制备技术领域，具体涉及一种抗一氧化碳毒化的碳载铂‑二氧化钨电催化剂及其制备方法。本发明提供的制备方法通过将铂盐、碳载体和三氧化钨充分混合后，在公开的微波辅助法的基础上，制备了碳载铂‑三氧化钨催化剂材料，再通过还原烧结技术，将三氧化钨还原至低价态，制备了碳载铂‑二氧化钨电催化剂，大幅度降低一氧化碳在催化剂上的氧化电位，提升催化剂的抗一氧化碳能力。本发明提供的碳载铂‑二氧化钨电催化剂中铂的粒径分布在4纳米左右，具有较好的利用效率。本发明的碳载铂‑二氧化钨电催化剂与铂碳催化剂在0.7V vs.Ag/AgCl下的氧化电流对比，具有更加优异的抗一氧化碳氧化性能。

技术领域

本发明属于纳米催化剂制备技术领域，具体涉及一种抗一氧化碳毒化的碳载铂-二氧化钨电催化剂及其制备方法。

背景技术

铂基电催化剂是常用的电催化材料，在燃料电池中用量需求很高。通常，人们使用浸渍还原法制备铂碳催化剂，该方法适合大批量的生产铂碳催化剂，但缺点在于产品的粒径较大。而公开号为CN1775362A的中国专利使用微波辅助技术制备铂/碳纳米催化剂，制得的催化剂的粒径较小，并具有更高的催化性能。

对于甲醇等有机小分子燃料，单纯的使用铂催化剂容易引起一氧化碳中间体的强吸附，从而导致催化剂中毒现象。为了解决该问题，常使用双组分的铂基电催化剂，如专利号为CN01118132.X的中国专利公开了一种Ru作为抗一氧化碳组分的铂钌催化剂，该催化剂能够有效的催化一氧化碳氧化，减轻催化剂中毒现象。还有文献提供一种铂-三氧化钨的制备方法，以及在对甲醇氧化中的应用，但是该方法中使用的三氧化钨为过渡金属钨的最高价态，作为可还原的过渡金属氧化物，其助催化作用仍有提升的空间(A.K.Shukla；M.K.Ravikumar；et.al,Journal of Applied Electrochemistry 1995,25(6),528-532.)。

发明内容

本发明的目的是提供一种抗一氧化碳毒化的碳载铂-二氧化钨电催化剂及其制备方法。

为了实现上述目的，本发明的技术方案具体如下：

本发明提供一种抗一氧化碳毒化的碳载铂-二氧化钨电催化剂的制备方法，包括以下步骤：

步骤一：将碳载体与三氧化钨经研磨后分散于乙二醇中，得到第一悬浊液；

步骤二：向第一悬浊液中加入氯铂酸溶液和pH调节液，得到第二悬浊液；

步骤三：将第二悬浊液置于微波反应器中，进行微波反应，得到第三悬浊液；

步骤四：将第三悬浊液过滤，清洗，干燥，得到固体粉末；

步骤五：将固体粉末于还原气氛中烧结，得到碳载铂-二氧化钨电催化剂。

在上述技术方案中，所述碳载体为导电碳粉。

在上述技术方案中，所述氯铂酸溶液中铂含量与碳载体的质量比为(100～200)：(300～400)。

在上述技术方案中，所述氯铂酸溶液中铂含量与三氧化钨的质量比为(100～200)：(20～100)。

在上述技术方案中，所述氯铂酸溶液中铂含量与碳载体的质量比为100：400，所述氯铂酸溶液中铂含量与三氧化钨的质量比为200：100，所述乙二醇和碳载体的质量比为1000：10。

在上述技术方案中，所述pH调节液调节第二悬浊液的pH值为10。

在上述技术方案中，步骤五中使用氢气和惰性气体混合气还原固体粉末，氢气的体积百分含量为5-20％。

在上述技术方案中，步骤五中还原的温度为400-600℃，还原的时间为0.5-3小时。

在上述技术方案中，步骤五中还原的温度为500℃，还原的时间为1小时。